一种基于衍射光栅光束质量M2因子的实时检测技术

提出了一种新的光束质量M2因子实时检测技术,利用一个普通正交衍射光栅组将一束待测激光束分成3×3共9路光,并利用光路调整器使9路光束通过不同的光程后有序地排列在CCD相机的探测面上,并使得各路光的光程差分布在束腰附近两倍瑞利距离内,从而可利用单一CCD探测面来同时获取待测光束多个位置上的光斑图样,再利用二阶矩理论求出各个位置上的光束束宽,通过曲线拟合进而实现光束质量的实时检测。结果表明,对于连续He-Ne激光器的输出光束,采用实时检测技术得到的测量结果与用传统方法得到的结果基本一致。     

激光束质量实时测量技术

提出一种新型光束质量实时测量技术,该技术主要基于由平板反射镜组成的多平面成像系统,一次性将激光束腰附近2倍瑞利距离内的多个光斑成像在同一个平面上,用CCD相机获取这些光斑的光强分布图样。通过图像处理获知接收到的光斑的光强分布。采用远场发散角、焦点尺寸、桶中功率比和M2因子四种光束质量评价标准对激光光束质量进行评价。利用该方法实时测量了高能钕玻璃双板条激光器的输出光束。     

实用化的光束质量测量系统

文中报道了一个基于ＣＣＤ和计算机的ＨＳＨ－Ｉ型光束参数及衍射极限倍数因子Ｍ＾２测量系统，对测量方法、软硬件组成和来源进行了讨论，并给出了实际测量的结果。     

非圆对称光束M2因子矩阵的实验研究

M2因子的计算和测量与所采用的坐标系有关,所以对光斑为非圆对称的光束进行M2因子测量时,若选取的实验室坐标系不同或者是在非完全相同的实验条件下进行的测量,测量所得的M2因子并不唯一,这给实际应用中光束质量的评价带来了不便.为更方便地进行光束质量的评价,使得不同的实验室坐标系下测量所得M2因子统一,引入了两个交叉项来表征待测光束光斑主轴与实验室坐标系的位置关系,定义了M2因子矩阵.同时研究了M2因子矩阵的测量原理和方法,搭建了M2因子矩阵测试系统,实验研究了非圆对称光束的束宽以及M2因子随坐标系旋转的变化规律,测出了M2因子矩阵.     

利用光束质量分析仪测量M~2因子

激光光束质量是激光器的一个重要技术指标,激光光束质量因子是反映激光光束质量的重要参数。介绍了一种利用光束质量分析仪来精确测量激光光束质量因子的方法,通过透镜将激光束进行聚焦变换,在透镜后方得到腰斑远场变化,利用光束质量分析仪,沿光轴等间隔测量不同位置的束宽,然后采用双曲线拟合来确定激光光束束腰的大小和位置,从而计算出被测激光光束的质量因子。实验数据采用三点法处理,进行二项式拟合,得出了拟合双曲线的参数,通过计算得到了所测激光的质量因子。用透镜焦点处的实测束宽对拟合值进行验证,结果近似,说明测量的结果是可靠的。利用光束质量分析仪的专业性和高精度,能准确测量出计算光束质量因子所需的参数,比常用的CCD测量方法更精确和便捷,能够很好地得出实验所用激光器的质量。     

超强脉冲激光系统光束质量的测量和改善

总结了类高斯分布光束的M2 因子在实验测量中的数据处理方法 ,介绍在 5 4TW 46fs激光系统中测量M2 的实验设置以及改善该系统光束质量的措施 ,报道了测量结果并分析了该装置的性能     

激光光束质量参数测量的实验研究

采用CCD系统实验测量了LD泵浦Nd:YAG激光器的光束质量参数,研究了CCD系统的背景噪声特性和积分区域选取对光束质量参数测量的影响,从实验数据中得到以下结论:(1)在有、无背景光两种条件下,背景记数强烈地依赖于曝光时间和像素的合并,温度影响可以忽略不计;(2)为获得M2合理的测量结果,至少要选择5%积分区域。     

M2因子概念和激光光束质量控制

本文对M2因子概念的物理意义和在激光光束质量控制中的应用作了详细分析,还就M2因子概念的推广和某些问题作了讨论。     

激光光束质量综合评价的探讨

综述了现有的3类激光光束质量评价方法,即近场质量、远场质量和传输质量.主要的评价参数包括近场调制度和对比度、聚焦光斑尺寸、远场发散角、衍射极限倍数β因子、斯特列尔比、环围能量比以及M2因子等.讨论了它们各自的适用范围、优点和局限性.提出了采用M2因子矩阵以表述光束的像散特性,给出了M2因子的不变量.     

各种实际光束的M~2参数特性比较

首先证明基模高斯光束具有最小的Ｍ~２值，进而讨论了多模激光束、部分相干光束和波前畸变光束的Ｍ~２值的特性，以及相互之间的关系。     

高平均功率脉冲TEA CO2激光器输出光束质量评价

在远至３３ｍ处测量了高平均功率高重复频率ＴＥＡＣＯ２激光器输出光束光强的远场二维分布,用Ｍ２因子理论对光束质量进行了评价,获得了该激光束腰斑半径、远场发散角、Ｍ２因子等参数。     

介绍一种M_e~2<1而M~2>1的激光束

文献[1～2]报导了等效光束质量因子M~2_e＜1的激光束，并称之为"超衍射极限"的光束．本文模拟计算出一种M~2_e＜1而M~2＞1的激光束，从而说明M~2_e＜1与M~2＜1并不"等效"．M~2_e＜1的激光束其M~2是否也＜1是一个尚待澄清的问题。     

由M2参数定义的光束传输变换理论

本文推导了任意光束与M2参数有关的光腰和发散角经过薄透镜的变换规律,定义了广义的R(z),导出了广义的ABCD法则.     

M~2≤1.14的LD抽运的Yb:YAG微晶片激光器

采用国产1W的InGaAs激光二极管(LD),掺杂浓度为10at.-％的Yb:YAG微晶片(φ5mm×0.6mm),室温下获得了输出功率91.5mW,波长1.049μm的基模激光连续输出,光束质量M~2≤1.14,斜率效率为30％。在晶体制冷情况下,获得了111mW的激光输出,斜率效率达40％。     

用局域光束质量因子M_L来描述新光束

应用局域光束质量因子ＭＬ的概念来描述等效光束质量因子Ｍ＜１的新光束，并与基模输出特性作了比较与分析     

关于光束质量因子M2的几点看法

通过分析光束远场发散角的二阶矩定义的局限性，讨论普遍情形下远场发散角的定义方法，提出并举例论证了“Ｍ２因子本质上是光束准直性的量度，在介质中传输的光束当非线性效应不可忽略时其光束质量Ｍ２因子不受Ｍ２≥１判据限制”的观点，重申了Ｍ２≥１与量子力学测不准原理在物理内容上的无关性。