LD侧面泵浦全固态激光器光场均匀性研究

研究了LD阵列侧面泵浦全固态激光器泵浦光场的分布特点.将激光二极管面阵发出的光作高斯光束处理,建立了适用于激光二极管阵列多侧面泵浦全固态激光器的泵浦光场分布高斯模型.根据所建模型.通过计算机编程模拟,分析了泵浦结构各参量:激光二极管排列方式、光束束腰半径、工作物质吸收系数对泵浦光场分布的影响,比较了激光二极管排列方式、光束束腰半径、工作物质吸收系数不同给泵浦光场均匀性带来的差异,为LD侧面泵浦全固态激光器的结构优化设计和实验研究提供了理论参考.     

偏心高斯光束的强度分布

根据Collins公式得到了离轴高斯光束通过光学系统后的变换关系，分析了变换后光束强度分布的特点，结果表明变换后的光束为偏心高斯光束，进而导出了偏心高斯光束在垂直于传输方向上强度分布的近似表达式．最后以薄透镜系统为例，数值计算了该方向上的强度分布；以及不同位置处，偏心高斯光束与高斯光束强度分布的偏离程度，表明束腰平面上强度分布为高斯分布，随着考察面到束腰平面距离的增大，此偏离程度迅速变大．     

激光高斯光束经望远镜扩束后的变换

激光光束是高斯光束。在光束中常常放置一些光学器件,如扩束望远镜等。本文推导出经扩束望远镜扩束后的束腰半径(W_(02))和所在位置(Z_2)。     

一种测量高斯光束光斑半径的新方法

本文提出一种用圆孔光(?)测量激光高斯光束光斑半径的新方法。高斯光束光强的横向分布,由此,式中P_0是高斯光束总功率,P是经过光(?)的激光功率,R是圆孔光(?)的半径,ω是1/e~2光斑半径。测量出P_0、P和月以后,可以得到高斯光束光斑半径。     

一种新型变束棱镜

本文报道一种新型变束棱镜,理论分析和计算机模拟计算表明:该棱镜对光束发散角放大倍数与其到高斯光束腰的距离无关,在20mrad 内与原发散角大小无关,且变束后的光束仍为高斯光束,测量结果与理论分析相一致。     

四镜折叠腔激光器腔内倍频束腰研究

基于传输矩阵理论,针对半导体激光端面抽运的四镜折叠腔腔内倍频固体激光器,数值分析了谐振腔中倍频分臂的束腰尺寸和位置与腔参量的关系.分析表明,选择较小曲率半径的后端镜以及适当缩短谐振腔倍频分臂的长度,均可以减小倍频分臂中激光的束腰半径,同时也会使束腰位置更靠近后端镜;其他分臂的长度变化对束腰尺寸影响不大,但可改变束腰的位置.较小的束腰半径有利于获得较高的二次谐波转换效率,但若束腰距离后端镜过近,在高功率运转情况下,容易损伤后端镜表面薄膜.     

激光束高斯特性对LDA测量精度的影响

本文通过理论推导,数值计算详细论述了激光束高斯特性对LDA(Laser Doppler Anemometer)测量精度的影响。首先从高斯光束的波动方程出发,推导出双光束激光多普勒测速仪相干区域的光学结构及随被测体一起运动的微粒所散射的光波函数。本文定量地论述了高斯光束的各因素对测量精度的影响;给出了测量误差表达式,经过各种情况下的理论计算值的对比和分析,得出了两束腰分别在测量区两侧,等距离时,干涉条纹空间频率梯度引起测量误差最小的结论。     

具有轨道角动量的涡旋光束在非均匀大气湍流中的传输特性

基于拓展的惠更斯–菲涅尔原理、维格纳分布函数的二阶矩定义,研究涡旋光束（l=1）在非均匀大气湍流中的传输特性,推导出其 M2因子及光束扩展表达式,并进行数值模拟。结果表明,初始空间相干长度、束腰半径、光束波长、天顶角以及湍流内尺度对光束传输有较大影响。在一定范围内,减小相干长度、天顶角、束腰半径,增大波长或湍流内尺度,均能有效提高光束传输质量。相较于电磁–高斯谢尔模型阵列光束、部分相干空心光束,具有轨道角动量的涡旋光束受大气湍流的影响更小,更有利于信息的有效传递。在自由空间光通信（FSO）中,采用电磁高斯涡旋光束,具有更高的稳定性。     

光束腰半径对空间相干光通信外差效率的影响

外差效率是影响相干光通信的重要因素,研究中入射光为艾里斑分布,以高斯光为本振光为基础建立了外差效率模型,研究了高斯光束腰半径变化对外差效率的影响,并进行了仿真。结果表明,探测器半径和束腰半径的比值是1.53,且束腰半径和系数F的比值是0.8时,可以实现约为83.3%的最佳外差效率。光束腰半径的变化对外差效率的影响较大,随着本振高斯光束腰半径的继续增大,外差效率迅速降低,即系统性能严重下降。该研究对相干光通信技术中外差效率的研究具有重要的指导意义。     

双棒串接声光调QNd:YAG激光谐振腔的分析计算

对两个ＹＡＧ棒串接加两个声光器件的平平对称激光谐振腔,计算了稳定区,基模束腰半径和棒的主平面位置的光斑半径及模体积,找出了腔内光束参数随腔长的变化规律,并给出了腔长的参考范围。     

聚焦高斯光束对微粒的俘获效应

应用复源点场理论描述了强聚焦高斯光束，用严格的单粒子光的散射理论，分析了高斯光束对透明球形粒子的力学作用，给出了部分数值计算结果，并且在国内首次完成了用激光束对空气中透明微粒的稳定悬浮实验。实验表明，辐射压力不仅和激光束波长、光腰半径、功率有关，而且和粒子的折射率、半径以及粒子在光束中的位置有关。     

多模光纤耦合LD输出光束的空间耦合技术

为了研究多模光纤耦合LD输出光束通过空间耦合后的光场分布,分析了多模光纤输出端面的光场分布,用光学ABCD矩阵讨论了多模光束通过光学系统的变换特性.并实验测量了通过薄透镜耦合后的光束分布参数,测量结果在束腰附近与计算结果相当吻合;对不同薄透镜的数值计算发现,增加入射光束到透镜的距离,或者使用短焦距的透镜,都能起到压缩光斑尺寸的目的.对于空间耦合泵浦固体激光器的光纤耦合LD的输出光束,使用短焦距的透镜要优于使用长焦距的透镜.     

CO2激光光束在直流TIG电弧中传输形态研究

使用光束光斑质量诊断仪检测了CO2激光垂直穿过直流TIG电弧后的光斑半径及传输方向的变化,考察了激光离焦量及作用电弧位置对光斑的影响,计算了光束通过电弧后的偏折角度。结果表明,电弧等离子体的“负透镜效应”使得激光柬在0、＋10mm离焦量下作用电弧中间位置时,测量的光斑比原始光斑半径增大;-10mm离焦量下光斑缩小。电弧的“棱镜”折射,使得光束穿过电弧后有向阴极的微小偏折,计算偏折角度为0．8°。激光束0离焦量,作用电弧阳极附近时,光斑呈椭圆。     

透镜对高斯光束扩束规律

首次讨论了用透镜来扩展高斯光束的一般规律,找出了最佳扩展束腰与透镜焦距的关系     

二次水滴穿腔对蒸汽湿度测量的影响分析

汽轮机排汽中含有较大的二次水滴,且在空间和时间上的分布具有不均匀性。计算了不同水滴尺寸、不同水滴位置时,谐振腔的谐振频率和品质因数的变化,进而分析了对湿度测量的影响。结果表明:当谐振腔尺寸一定时,谐振腔的谐振频率和品质因数与腔内水滴的尺寸和位置有关;对于长度为40 mm,半径为30mm的圆柱形谐振腔,当水滴位于xoy平面半径为13.0 mm的圆环上时,水滴尺寸越大,谐振频率降低越多,对测量蒸汽湿度的影响也越大。     

CO2激光光束在直流TIG电弧中传输形态研究

使用光束光斑质量诊断仪检测了CO₂激光垂直穿过直流TIG电弧后的光斑半径及传输方向的变化,考察了激光离焦量及作用电弧位置对光斑的影响,计算了光束通过电弧后的偏折角度。结果表明,电弧等离子体的"负透镜效应"使得激光束在0、+10 mm离焦量下作用电弧中间位置时,测量的光斑比原始光斑半径增大;-10 mm离焦量下光斑缩小。电弧的"棱镜"折射,使得光束穿过电弧后有向阴极的微小偏折,计算偏折角度为0.8°。激光束0离焦量,作用电弧阳极附近时,光斑呈椭圆。     

500 kV直流电阻标准分压器迭代正交实验设计

针对安装均压环可以提高分压器的测量精度,但其尺寸和安装位置的不同会直接影响电场畸变效果的问题,搭建了500 kV直流电阻标准分压器有限元模型,并基于迭代正交实验法分析不同尺寸和安装位置的均压环对直流电阻标准分压器周围电场分布的影响.计算出均压环圆心到地面的距离、内环半径、圆心到对称轴的距离等最优尺寸与最佳安装位置.结果表明,迭代算法使分压器周围的最大电场强度从4 212. 5 V/mm降低到820. 719 V/mm.     

大功率Slab CO_2激光器光束质量的测量

为了充分了解SlabCO2激光器的光束质量,采用LASERSCOPEUFF100光束光斑质量检测仪对SlabCO2激光器的光束质量进行了全面的测量研究.从激光束通过飞行光学导光系统(flyingoptits)前后的光束质量测量、聚焦后光斑的质量测量以及焦点漂移4个方面全面考察了SlabCO2激光器的光束质量.测量结果表明:SlabCO2激光器的光束质量因子M2约为1.1,光束横截面的强度分布接近基模高斯分布;激光束经过长距离的导光系统传输后仍能保持光束横截面的强度分布,采用焦距为190.5mm的聚焦镜,聚焦光斑的半径约83μm;在工作范围内(x:0-3m)的焦点漂移量约为1mm.     

微粒场夫琅和费全息图象质的研究

本文报导了全息图拍摄时的衬底曝光,远场数和高斯光束束腰等参数对微粒场全总图再现象的对比度和分辨率的影响。讨论了适用于微粒场全息图计算机自动处理的最佳参数选择。     

用傅里叶变换分析圆孔夫琅和费衍射

从傅里叶变换出发,推导了高斯光束圆孔衍射的解析解,与平行光在相同情况下的结果进行了比较,利用计算机数值计算绘出了两种情况下的光强分布曲线,通过比较发现,当满足圆孔半径a2ww0的条件下,高斯光束和圆孔夫琅和费衍射结论可用平行光圆孔夫琅和费衍射近似,其结果仅仅是忽略了精确解析解中n ≥ 2的高次项。