束转动90°环形非稳腔抗系统失调性能研究

提出了将束转动90°环形非稳腔(UR90)应用于片状陶瓷激光器的设计,将光束绕光轴旋转对波前进行平均化的思想用于改善固体激光谐振腔失调、增益不均匀、泵浦不均匀等问题.针对该设计模型,采用快速傅里叶变换方法,从镜面倾斜角度出发,计算了不均匀失调因素对输出光束光强、相位分布的影响.与常规环形非稳腔计算结果相比,UR90固体...     

片状陶瓷YAG激光器的束转动90°环形非稳腔设计与数值模拟

提出将束转动90°环形非稳腔应用于片状陶瓷YAG激光器的设计。该设计采用两个薄片状YAG增益介质垂直放置形成屋脊镜,与另一屋脊镜共同构成光束旋转系统。采用快速傅里叶变换方法,计算了该腔的空腔模式分布。分析了该腔对抽运不均匀影响光束质量进行补偿的机理。并以片状增益介质侧面抽运不均匀为模型,计算比较了束转动90°环形非稳腔与常规腔的光场分布。说明束转动90°环形非稳腔应用于固体激光器,对抽运技术引起的不均匀增益平均化,改善了光束质量。为束转动90°环形非稳腔在固体激光器的应用提供依据。     

COIL束转动90°环形非稳腔（UR90）的准直技术

采用束转动９０°环形非稳腔是使低增益激光器获得高功率及良好光束质量的极有效方法，本离这种腔采用一台Ｈｅ－Ｎｅ激光器提供导引光的准直技术。     

LD阵列半环形对称泵浦的固体激光器

为解决激光晶体传导冷却与输出光束能量分布对称性之间的矛盾,针对半导体激光器(LD)泵浦高功率固体激光器，提出了半环形侧面对称泵浦的方式。对多LD阵列同时泵浦激光晶体的吸收与增益情况进行了计算，并在实验中予以验证，采用半环形对称泵浦的方式，在20Hz的工作频率下，以总泵浦单脉冲276mJ的能量获得最大63.6mJ的圆形对称脉冲激光输出，斜效率34%。实验证明，采用对称泵浦结构能够有效的改善输出光束的空间分布，获得较为对称的激光输出。     

90°束转动环形非稳腔场畸变数值模拟

给出了非理想ＵＲ９０（Ｕｎｓｔａｂｌｅｒｉｎｇｒｅｓｏｎａｔｏｒｗｉｔｈ９０°ｂｅａｍｒｏｔａｔｉｏｎ）环形非稳腔的计算模型，用快速Ｆｏｕｒｉｅｒ变换法计算并分析了球面波象差、象散、青差、腔镜倾斜及增益分布不均匀对光场分布的影响。     

LD侧泵固体激光陀螺仪方案

提出一种LD侧泵固体激光陀螺仪方案，由泵浦装置、三角形环形腔、增益介质、F-P标准具、电光晶体、合光部分及读出电路组成。分析了环形腔稳定条件和腔内光束介质；采用电光晶体产生电光抖动减少陀螺仪的锁区；讨论了激光器器件选择及系统工作原理。方案能较好地克服热应力问题且环形腔没有负面积；使用切成布氏角的晶体增益，可实现全固态激光陀螺；可利用气体激光陀螺仪的现成工艺。     

气体激光器

放电区激活媒质空间分布均匀性、大耦合率非稳腔和激光输出窗口是高功率横流CO_2激光器获得较好光束质量的关键技术。研究表明:放电区激活媒质增益空间分布均匀性主要由辉     

端泵浦腔及带柱面反射镜腔的矩阵分析法

本文导出了斜入射情况下介质分界面处基模高斯光束的变换矩阵和柱面反射镜的变换矩阵。在此基础上重点分析计算了半导体激光泵浦固体激光常用的端泵浦谐振腔。我们给出的分析方法不仅能精确计算端泵浦腔和带有柱面反射镜腔的输出参数，而且能计算其稳区、腔内任意位置和增益介质内部光斑参数、及像散补偿参数等。     

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.     

具有热透镜效应的LD端泵Z型腔的理论研究

由于采用大功率端面泵浦会在增益介质中产生热透镜效应,从而对激光器的运转产生严重的影响,本文利用端面泵浦固体激光棒有效热焦距的解析式得到谐振腔的稳区,并在考虑热透镜效应情况下对腔的参数和泵浦功率对稳区的影响进行讨论。     

环状耦合输出的90°束转非稳腔的模场计算

利用FFT方法对环状耦合输出的90°束转非稳腔在小放大倍率(M=1.2)情况下的模场畸变进行了数值模拟,分析了镜面倾斜和像散对输出光束质量的影响程度,并与常规环形非稳腔进行了比较,结果表明,环状输出90°束转非稳腔比常规环形非稳腔具有更优良的特性.     

正分支共焦非稳腔的脉冲固体激光器研究

为了获得高光束质量中红外激光抽运源,采用正分支共焦非稳腔设计Nd:YAG脉冲固体激光器。在考虑晶体热效应情况下,对其腔型参量进行了数值模拟和试验验证,获得重复频率10Hz、脉冲宽度9.7ns、单脉冲能量260mJ、光束参量积3.5mmmrad的激光输出。该激光经放大后抽运MgO:LiNbO3晶体,实现波长3.85m、脉冲宽度8ns、单脉冲能量104mJ的激光输出,光光转换效率为12.5%。结果表明,该抽运源光束质量满足高峰值功率中红外光参变振荡激光器使用要求,为光电对抗领域的应用奠定了技术基础。     

定向棱镜改善内腔式光参量振荡器输出性能的研究

影响被动调Q内腔式光参量振荡器输出性能的主要因素包括谐振腔的失谐、被动调Q晶体本身存在的不稳定性及腔内泵浦光束的光强分布等。采用定向棱镜作为泵浦源谐振腔的全反射镜，实现了对谐振腔的加固设计、腔内增益的匀化及光束质量的改善。通过实验获得了输出能量11 mJ，能量稳定性8%，电光效率2.6‰，脉宽6.9 ns，发散角7 mrad的人眼安全激光。     

Ar的第三谱带260 nm中心谱区光学腔效应的实验观察

采用强流相对论电子束横向抽运纯氩 ,在属于 Ar的第三谱带范围内的 2 6 0 nm的中心谱区观察到了光学腔效应 ,并指出同时具有陡前沿和强流相对论特点的电子束抽运是实现这一中心谱区光学腔效应的重要条件。     

非稳腔大功率绿光激光器的研究

为了提高激光的光束质量和提供准直的平行光束,为抽运钛宝石提供优良的大功率的绿光抽运源,对激光二极管侧面抽运Nd:YAG声光调Q腔内倍频固体激光器进行了研究.实验中采用凸平直线非稳腔,将凸面镜和增益介质热透镜效应等效为望远镜系统进行分析.由实验可知,凸平非稳腔具有较大模体积、良好的稳定性等优点;利用二类相位匹配的磷酸钛氧钾晶体进行腔内倍频,当抽运功率为200W时,获得脉宽109ns、重复频率9.3kHz、发散角小于2mrad的42W绿光输出,光光转换效率达到21%,24h长时间的工作,不稳定性小于2%.结果表明,利用非稳腔腔型,在侧面抽运的模块中可以实现高效的大功率绿光输出.     

Unstable ring resonator with an intracavity prism beam expander

A type of unstable ring resonator that includes a prism beam expander is proposed. Neither lenses nor curved mirrors are used, and transverse mode discrimination is achieved, despite the one-dimensional beam expansion, by configuring the cavity mirrors to cause 90° image rotation during a round-trip pass. The output beam has a filled-in rectangular cross section, and the cross section of the resonator mode is also rectangular.     

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。     

880 nm LD泵浦Nd:GdVO4 混合腔激光器1.34 μm实验研究

将880 nm 上能级直接泵浦与部分端面泵浦混合腔结构结合,对Nd:GdVO4 晶体的1 342 nm激光输出特性进行了实验研究。采用正支离轴混合谐振腔,4-bar 中心波长为880 nm 的激光二极管列阵作为泵浦源,在泵浦功率为178W 时,激光输出功率为26.3W,斜效率和光-光转换效率分别为27%和14.8%。在20W 输出功率时非稳腔和稳腔方向的M2因子均为1.3。结果表明:由于采用了上能级直接泵浦与部分端面泵浦混合腔结构,相对于目前同等输出功率级别的端面泵浦Nd:GdVO4 激光器,光束质量得到很大提高。     

Mode Competition During the Pulse Formation in Passively $Q$-switched Nd:YAG Lasers

We present a detailed theoretical and experimental study of the development of the EM field in pulsed, passively Q-switched solid-state lasers. We solve the rate equations separately for the gain medium and a passive Q-switch, thus accounting for the beam propagation and profile variations between them. Our model enables us to follow the pulse formation from a randomly generated seed EM field, thus monitoring the instantaneous beam pattern. The rate equations used include excited-state absorption in saturable absorber as well as the pumping term. The latter proves to be important when analyzing the beam profiles when passive Q-switching is used. In the case of stronger pumping, the formation of the second laser pulse is observed and shows mode structure characteristic of higher order Laguerre-Gaussian beams. Theoretical results are compared with experiment for three different types of laser resonators. Positive-branch unstable resonators with an ordinary and a super-Gaussian output mirror were studied in order to obtain top-hat beam profile. A plano-concave stable resonator was used as a reference. The calculated beam profiles and temporal developments are in good agreement with the experimental results which proves that the presented computational method can be used to predict the performance of other resonator designs.     

90°束转动环形非稳腔设计与输出特性分析

讨论了UR90(Unstable ring resonator with 90° beam rotation) 环形非稳腔参量设计方法，给出了腔的同轴调整的有效方法，当系统的放大率M为1.21与1.3时，在铜蒸气激光器上获得了良好的输出远场强度分布，通过一注入系统成功地抑制了UR90腔的反向膜，并保持其偏振态不变。