对等价共焦腔方法有关问题的进一步讨论

根据我们的教学实践,认为在“激光原理”和相关的课程中使用激光束特征参数的自再现变换规律来建立光腔的模式理论要比目前对稳定腔用的等价共焦腔方法简明而规范。本文在讨论的基础上拟对此作进一步分析。主要论点为:1.激光束的传输变换问题可用ABCD定律处理。加上特征参数(对稳定腔为复参数q,对非稳腔为球面波曲率半径R)的     

离轴球面波的传输性质和非稳定腔模的二维稳定性问题

本文提出对离轴点光束及其传输性质的矩阵描述方法,导出光束参数变换关系,把轴点光束情况下的ABCD定律推广到离轴情况.以二维稳定性观点严格地讨论了非稳定腔光线模的稳定性问题,证明会聚光束不稳定,发散光束才稳定.     

分析非稳腔的几种方法

在《激光原理》非稳腔的教学中,广泛使用由Siegman提出的高斯成像方法,其特点是比较直观,便于理解.但对复杂非稳腔,使用这一方法计算十分繁冗.我们曾首次使用牛顿成像方程递推,对多元件非稳腔给出了公式化描述,使计算大为简化。对非稳腔基模的正则描述首推ABCD矩阵法。本文拟结合《激光原理》教学和光腔设计,对     

稳腔模式问题的两种基本处理方法

本文对采用衍射积分方程方法及微分方程、方法解决稳定光学谐振腔的横模问题的异同点作了比较。当采用微分方程时,阐明了ABCD定律适用于高斯光束的传输规律;并指出当满足腔内模的自洽条件时采用微分方程方法处理腔模问题的简捷。当腔内存有其它共轴光学元件时,采用该方法解决腔模问题更为方便、有效。     

非稳腔分析方法的综合

以含内透镜非稳腔为典型例,对分析非稳腔的三种方法,即使用高斯或牛顿成像公式的几何法,ABCD 矩阵正则分析法作了讨论和比较,数值计算证实了我们的分析结果。     

激光谐振腔和光束传输的分析与设计

使用ABCD矩阵方法,考虑矩阵元素均为复数的情况,同时将光束质量因子M2和介质中的光束传输考虑在内,基于Visual Basic可视化编程语言,开发出通用的激光谐振腔和光束传输分析设计软件。该软件可分析设计稳定驻波腔、稳定行波腔、非稳驻波腔、非稳行波腔、相位共轭腔、光束传输变换等。使用该软件可以方便地任意增减元件,进行多种光学元件组合选取,分析倾斜放置元件引起的子午面和弧矢面内光束参数的异同,以及进行热透镜、距离容差等参数的优化分析与设计。谐振腔稳定条件、光束传输等参数可以通过数据表格、文本、图形显示或以文件的方式输出。     

分析光学谐振腔的矩阵方法(1)

本文总结了将矩阵方法用于研究光腔问题的一些新的进展情况。证明了在普遍情况下描述光腔主要特征的光束参数、失调灵敏度等都能表示为ABCD矩阵元或光腔g参数的形式。对一些典型的光腔,例如含热透镜的望远镜腔(TRTL)、交叉棱镜腔(CPR)、相位共轭腔(PCR)和共焦型多元件非稳腔(CMUR)等作了详细的分析和讨论。     

掺钛蓝宝石固体激光谐振腔的稳定特性研究

运用ABCD传输矩阵理论对掺钛蓝宝石固体激光谐振腔的稳定特性进行了研究,得出了该类激光谐振腔的稳区解析解,讨论了谐振腔的像散补偿、束腰大小和位置与腔参数的关系等问题.     

LD双端端面抽运Nd∶YVO4折叠腔主振荡器的稳定性研究

对双端端面抽运的Nd∶YVO4Z型折叠 腔主振荡器的设计进行了模拟,采用ABCD传输矩阵理论详细分析了各腔参量对谐振腔稳定性的影响。 由模拟结果推断,稳区的范围可通过谐振腔各分臂臂长的和来调节,而且应在臂长允许的范围内尽量选 择小角度。利用相同的光学元件设计了两种腔长的热稳定腔,比较了长短腔型各自的利弊。     

LD双端端面抽运Nd：YVO_4折叠腔主振荡器的稳定性研究

对双端端面抽运的Nd:YVO4Z型折叠腔主振荡器的设计进行了模拟,采用ABCD传输矩阵理论详细分析了各腔参量对谐振腔稳定性的影响.由模拟结果推断,稳区的范围可通过谐振腔各分臂臂长的和来调节,而且应在臂长允许的范围内尽量选择小角度.利用相同的光学元件设计了两种腔长的热稳定腔,比较了长短腔型各自的利弊.     

等价光学谐振腔的特性分析

本文同时采用矩阵光学理论及衍射积分理论，详细地分析了在稳定腔及非稳腔情况下，一般多元件谐振腔的等价腔的特性，得到了一些重要结果，并对这些结果进行了细致的讨论．     

10J级二极管抽运非稳腔薄片激光器

利用ABCD传输矩阵对多片串接正支非稳腔进行分析,给出了谐振腔最优参数,并利用谐振腔自再现条件计算不同薄片上的振荡光束尺寸,根据理想谐振腔阈值条件,得到谐振腔的输出能量。针对上述分析进行了实验验证,在非稳腔放大率为2.0、重复频率为25Hz、脉宽为250μs的条件下,输出单脉冲能量为10.52J,斜效率为22.75%,实验结果与理论设计基本吻合。     

非稳腔激光器激光感应损伤的测量

1.非稳腔图1示出稳定腔和非稳腔的典型反射镜结构。在稳定腔中光是接近光轴传播,并由透明端反射镜耦合输出,在非稳腔中,光路是分散的,能量通过高反射的端反射镜经几次反射之后耦合输出。     

CPM非稳腔Nd：YAG激光器稳定性的探讨

本文通过多种因素的理论分析与计算认为光束在CPM非稳腔中传输时同时存在着会聚球面波与发散球面波,证明了发散球面波的传输是稳定的。找到了与稳定条件有关参数的关系式,根据这些参数得到了激光稳定输出的CPM非稳腔。     

相位共轭光腔的基本物理性质

用一面由四波混频非线性相互作用产生的相位共轭镜(PCM)和另一面真镜(RM)组成的相位共轭光腔(PCR),将会得到十分优良的性质。 为了描写PCM的运转特性,Yariv等和Siegman等定义了该元件光线变换矩阵的第一形式(M_(PCMI));并已由此得出PCR若干有用的性质。但,M_(PCMI)并没有包含相位共轭运算,ABCD定律不再适用,需要人为地加置共轭,给腔模的分析带来很大的困难。 本文定义了PCM变换矩阵的第二形式(M_(PCMH))。所有的变换(包括共轭运算)均包含在M_(PCMH)的矩阵元中,普通的ABCD定律仍然适用,从而非常简洁地导出了PCR的基模。进一步运用M_(PCMH),得到了基模的微扰稳定性、高价模和非简并模。     

光学ABCD定理的普适性、物理意义和它的应用

本文推广了几何光学近轴光线传输的ABCD定理，使之适用于远离光轴的空间光线的传输，无论光学系统是旋转对称的还是非旋转对称的。又注意到经典力学中的粒子运动也存在类似的ABCD定理。进一步研究发现在这宏观的定理背后的物理含义，即允许存在另一个更为普遍的规律“测不准关系”的可能性。此外应用推广的ABCD定理，可导出推广的含ABCD的衍射积分定理，用角程函的导数来表示。以此进行含初级(赛德耳)象差的衍射积分计算是方便的。文中给出含球差与含慧差的解析结果，及仅含球差时的数值计算。     

等价光学谐振腔的特性分析

本文同时采用矩阵光学理论及衍射积分理论，详细地分析了在稳定腔及非稳腔情况下，一般多元件谐振腔的等价的特性，得到了一些重要结果，并对这些结果进行了细致的讨论。     

一种轴向梯度折射率板的高斯光束变换特性分析

本文根据非均匀介质中的近轴光线方程导出了一种轴向梯度折射率板的ABCD传递矩阵,并进而分析了这种轴向梯度折射率极的高斯光束变换特性     

一种利用像散腔测量热透镜焦距的方法

给出一种测量激光器稳定运转时增益介质中热透镜焦距的方法。像散腔在确定的腔型参数下,存在一个辅助透镜(等效为热透镜)使子午面和弧矢面内的光束参数相同,利用ABCD矩阵理论建立起此时的像散稳定腔腔长与辅助透镜的关系。按此腔型搭建谐振腔后,通过直接观察激光器输出光斑的形状就可获得腔长与抽运功率的关系;通过腔长建立起腔长、热透镜焦距与抽运功率的关系后,即可得到不同抽运功率下增益介质的热透镜焦距大小。     

非均匀有耗传输线ABCD参量的求解

传输线理论是射频与微波电路的重要基础理论,而其中ABCD参量特别适用于分析级联网络的传输性能.本文针对非均匀有耗传输线的ABCD参量求解问题,建立传输线的数学模型,给出了三种解法,即级联法、微分方程法和积分方程法,并对三种方法的准确性和效率进行了讨论.