非稳腔运转的准分子激光器

设计了一正支望远镜型非稳腔准分子激光器,与稳定腔相比,非稳腔激光的发散角垂直方向缩小了五倍,水平方向缩小了十倍。     

非稳腔-稳腔混合腔失调特性理论研究

非稳腔-稳腔混合腔的失调特性得到了理论上的研究.当调节混合腔的输出耦合镜几何参数改变时,通过Fox-Li数值迭代法计算其基横模的损耗来研究腔的失调特性.发现混合腔在稳腔方向上不易失调;混合腔的不稳定主要来自于非稳腔方向,且主要来自于输出耦合镜在非稳腔平面内的转动,或者垂直于光轴的平移;偏轴非稳腔要比对称非稳腔稳定.利用混合腔中非稳腔方向易失调的特性,可以设计调Q方案.在正支共焦偏轴非稳腔-稳腔混合腔中应用声光调制器在非稳腔平面内实现声光调Q的可行性,得到了理论的证明.     

离轴非稳腔导引光多光束干涉与远场图样研究

研究光腔内导引光的往返振荡物理过程与传播特性有助于理解、判断光腔的准直失调状态。离轴非稳腔作为一种兼具高提取效率与高光束质量的混合非稳腔,调腔导引光在离轴非稳腔中的振荡物理过程研究鲜有报道。通过理论计算与实验研究了导引光在离轴非稳腔内的多光束干涉过程及其远场传播特征,在实验中搭建了离轴非稳腔（X方向为平凹稳定腔,Y方向为共焦非稳腔）导引光研究装置,通过凹球面镜小孔注入波长为632.8 nm的基模高斯光束,开展了光腔准直与导引光远场图样研究,实验结果与计算结果吻合较好。计算与实验结果表明：离轴非稳腔的干涉图样与传统共焦非稳腔/稳定腔不同,调腔导引光在腔镜小孔注入处出现椭圆“水滴”状干涉图样,该图样亮度较高,可以用于判断光腔的准直状态。输出导引光的远场光斑在Y方向上是不同振荡阶次的亮核光斑,其中高阶次亮核光斑可用于指示红外激光的远场光斑位置。     

高斯变反镜改善板条激光器光束质量的研究

在实验中对比研究了稳腔和高斯变反镜非稳腔两种腔型。采用尺寸为66.7 mm×11 mm×1.7 mm板条Nd∶YAG增益介质,泵浦功率860 W条件下,稳腔获得196 W的激光输出,Mx2=2.47,My2=38.6;高斯变反镜非稳腔获得102 W激光输出,Mx2=2.34,My2=6.48。实验结果表明高斯变反镜非稳腔明显改善了板条激光器宽度方向的激光输出光束质量。     

激光二极管阵列端面抽运混合腔Nd:YVO_4板条1064nm和1342nm激光特性研究

利用激光二极管(LD)阵列端面抽运Nd∶YVO4板条晶体,结合稳定非稳混合腔,实现了高功率、高效率、高光束质量的1064 nm和1342 nm激光输出。板条Nd∶YVO4晶体掺杂原子数分数为0.3%,尺寸12 mm×10 mm×1 mm,a轴切割,c轴平行于12 mm方向。采用稳定正支共焦非稳腔,在抽运功率为265 W时,得到了123 W的1064 nm连续激光输出,光光转换效率和斜效率分别为46.4%和52.4%;在输出功率约为100 W时测得稳腔和非稳腔两个方向的M2因子均为1.3,输出功率不稳定性小于1%。采用稳定负支共焦非稳腔,在抽运功率为139.5 W时,得到35.4 W的1342 nm激光输出,光光转换效率为25.4%,在稳腔方向光束质量为M2=1.23;在非稳腔方向光束质量为M2=1.14。     

非稳腔的热稳定性分析

本文以非稳腔的放大率为特征量,讨论了非稳腔的热稳问题,求出了非稳腔热稳条件的解析解。     

非稳腔腔镜准直度判定的新方法

腔镜准直是实现非稳谐振腔正常工作的前提.目前,对非稳腔腔镜准直采用的最普遍的方法是人工调腔,该方法过于依赖人的主观认识和经验水平,因此调腔精度十分有限.为了对导引光近场干涉条纹的对称性进行更加客观准确的判断,提高非稳谐振腔腔镜的准直精度,提出了一种对条纹图在水平和垂直方向上进行灰度投影,并以投影曲线中各级峰(谷)值位置...     

高功率固体激光谐振腔研究的进展

基于我们的工作和体会，对高功率固体激光腔研究的某些新进展，包括自成像和自滤波非稳腔，共轴和离轴非稳腔，折迭和离轴棱镜腔，非轴对称像散腔，可变反射率镜腔和渐变位相镜腔等作了详细评述和分析。最后，对实现高功率和高光束质量输出的物理思想和技术原理作了总结，并指出了可能的应用。     

变反射率镜非稳腔Φ20mm口径Nd：glass激光器研究

详细分析了高斯变反射率镜非稳腔的腔模和输出特性，给出了各阶横模的解析表达式。采用高质量的高斯变反射率镜在Φ２０ｍｍ大口径Ｎｄ：ｇａｌｓｓ激光介质上实验研究了这种腔的输出特性，获得了１０Ｊ级发散全角为０．１８ｍｒａｄ近衍射极限的高强激光束，该发散角只有相应普通非稳腔的１８％，同样泵浦时输出能量约为普通非稳腔的７０％。最后实验研究了这种腔结构的失谐灵敏性．     

用于机载激光测距／指示的激光器原理实验研究

本文介绍了激光器原理实验情况，着重介绍了波罗棱镜谐振腔电光调Q激光器重频实验及平凸非稳腔激光器实验结果及分析，文中对激光输出性能，输入能量及谐振腔腔长等几个相关又互相制约的参数进行分析，以便根据要求合理选择其参数，提高激光器质量，并通过对平凸非稳腔的理论分析及实验测试，设计出了较小发散角，较高效率的平凸非稳腔激光器。     

低Neq非稳腔δ选取的理论与实验研究

本文描述了低等效菲涅耳数Neq非稳腔输出耦台率δ的衍射理论分析方法，给出了HGL-84型5kW CO2激光器单通道和双通道正支共焦非稳腔衍射输出耦合率δ衍的实验结果，讨论了非稳腔δ暂选取中值得注意的几个问题。     

高功率二极管泵浦固体激光谐振腔的进展和分析

对近年来用于高功率二极管泵浦固体激光器的新型光腔，如棒成象非稳腔，近共心非稳腔，折迭腔以及ＳＢＳ相位共轭ＭＯＰＡ系统等进行了深入的分析，并对实现高功率输出和高光束质量的相关技术作了讨论。     

CPM，Nd：YAG非稳腔激光器的参数特性

阐述了CPM，Nd：YAG非稳腔激光器采用抗共振环（ARR）结构与一般非稳腔相结合的特点，对使用的染料溶液最佳小信号透过率进行了分析，还对该腔型的稳定性进行了实验研究及理论分析。     

3kW射频板条CO2激光器抛物面非稳波导腔研究

为了提高传统球面镜腔3kW射频板条CO2激光器光束质量,设计了新型抛物面镜负支非稳-波导混合腔;结合标量光束的瑞利-索末菲衍射理论与特征向量法,研究了大菲涅耳数下镜面类型对非稳波导混合腔光场传输特性的影响;利用矩形波导理论、1维近似分析得出了波导传输损耗及偏振情况。结果表明,将非稳方向输出镜和尾镜改为与光轴交点处曲率半径为R1=951.32mm和R2=1088.68mm的抛物镜面,能够避免尾镜漏光,可有效改善模式鉴别特性;常用波导电极镀膜材料中,镀铝电极内波导方向传输损耗最小,传输光场为x偏振的EH1模。采用电极镀铝的抛物面非稳波导腔能够降低损耗、提升光束质量。     

部分端面抽运的Nd:YVO4板条固体激光器

利用自制高功率激光二极管（LD）列阵堆和波导整形抽运耦合系统，将抽运光耦合至Nd：YVO4板条晶体，平平腔运转得到了1.064μm的偏振激光输出。在最大抽运功率为84W时，透过率为10％的输出腔镜得到了31W的激光功率输出，光一光效率37％，斜效率45％，板条晶体两个方向的输出光束质量差别较大。为了进一步提高光束质量，使用柱面镜混合腔结构，在最大抽运功率为86W时，得到了19．3W的1064nm激光输出，测得的非稳腔和稳腔两个方向的M^2因子分别为1.4和1．7。     

连续16 W二极管端面泵浦混合腔Nd:YVO4板条激光器

在半导体泵浦的固体激光器中,激光晶体的热效应在很大程度上影响了激光器的能量输出和光束质量.为减小激光器中的热效应,介绍了用LD端面泵浦板条(slab)激光晶体,结合稳腔-非稳腔混合腔型(hybrid resonator)实现的板条激光器.在腔长为50 cm的情况下,得到了16 W连续输出,高泵浦功率时斜效率达到59%,同时进行了稳腔方向的热效应分析.     

棱镜组压缩腔内光束的电光调Q Nd:YVO4 板条激光器

理论研究了棱镜组对非稳腔内激光光束的压缩.并在实际的非稳腔-稳腔混合腔板条电光调QNd:YVO4激光器内部加入棱镜组,在非稳腔方向上压缩腔内光束,从而有效减小电光晶体BBO所需的体积,同时仍然能保证在激光晶体上有较大的基模体积,满足大功率输出的要求.当连续泵浦为66 W的时候,得到重复频率2 kHz脉冲激光的平均功率为3.6 W,平均每个脉冲能量为1.8 mJ.脉冲宽度为6 ns.实验结果表明,在加入棱镜组后,激光光束仍能保证很好的光束质量,并能获得高重复频率、高强度的短脉冲.     

圆对称非稳腔的光束发散度问题

本文研究了非稳腔激光束发散度与腔的放大倍数的关系,并提出了非稳腔设计的原则。     

高斯反射率镜谐振腔的非稳条件

根据非稳腔的横向放大率和点源位置必须为实数,求出了高斯反射率镜(GRM)谐振腔的非稳条件。并指出高斯反射率镜不可能构成非稳腔。     

场转动环形非稳腔的空间平均效应研究

将光束绕光轴旋转的思想应用于改善固体激光谐振腔失调,增益不均匀,泵浦热效应等问题。设计了束转动环形非稳固体激光腔。采用快速傅里叶变换的方法,对束转动环形非稳腔的空间平均效应进行了数值模拟,发现对于固体激光器不同的泵浦方式,光束旋转产生的空间平均效应不同,其效果与光束旋转特点、泵浦方式、腔的放大率、束转动角度等有关。本文对几种不同形式的增益不均匀进行计算,对于增益介质横截面一维方向不均匀和角向不均匀的情况,束转动90°环形非稳腔能有效补偿空间不均匀。得到的结论为束转动90°环形非稳腔的优化设计和应用提供理论依据。