非线性弱导椭圆梯度折射率光纤光束的模式变换

研究了非线性弱导椭圆梯度折射率光纤中光束的模式变换 ,给出了模式变换的半解析公式。     

半凹旋转棱镜对光束的变换

对半凹旋转棱镜对光束的变换进行了详细的理论分析,定量计算了变换光束的空间强度分布.结果表明经半凹旋转棱镜变换产生的光束具有近似“无衍射”性质.     

空间光调制器产生拉盖尔-高斯光束方法研究

为了解决产生拉盖尔-高斯模式光束较难的问题,采用二进制振幅全息图方法,基于空间光调制器,产生了拉盖尔-高斯光束,进行了理论分析和实验验证。推导了高斯光束到拉盖尔-高斯光束傅里叶变换的传递函数,通过对拉盖尔-高斯模拟图的修正,得出了可以用于空间光调制器的二进制全息图; 搭建了基于4f系统的实验平台,取得了不同阶数的拉盖尔-高斯模式输出,并在实验中对产生的拉盖尔-高斯光束进行了检测。结果表明,此套装置搭建及操作简便,且可实现动态可控的光束输出,对于产生高阶涡旋光束以及因斯-高斯模式都有重要意义。     

CO_2远红外激光器的直接记录

一、引言鉴别激光光束的横向模式,研究激光光束在介质中传播时模式的变化,对于激光应用是必不可少的。我们知道,在可见区域的激光,已经有了比较多的感光材料和探测元件,可以用于记录激光模式的变化。对于近红外激光,亦可应用象变换技术进行研究。但     

高斯光束的复数变换与几何光学方法

从高斯光束复参数的三角形式和菲涅耳数出发,利用复数分式线性变换方法,推导出高斯光束参数变换的类几何光学公式;并利用共轭、互易、反演点对变换方法图解高斯光束传输变换特性。     

GaInP/AlGaInP应变多量子阱激光器的光束质量

设计了一大角度能将非傍轴光束非截取地变换到傍轴光束的光学变换系统,并应用于测量650 nm GaInP/AlGaInP应变多量子阱激光器的等效光束质量.垂直于结方向上的光束经变换后的第二束腰的位置,要比平行于结方向上的远.实验测得平行于结方向上的等效光束质量因子是1.2;垂直于结方向上的等效光束质量因子是0.6.综合考虑各种因素,实验的测量误差约为±20%.随后,用波导模式理论和非傍轴矢量矩理论对各类激光器的光束质量进行了初步的理论分析和计算,得到光束质量因子小于1的基本条件是发射区的尺寸小于0.3个波长.由于目前变换系统还存在着像差,实验结果与理论计算值尚有一定差距,因此该光学变换系统有待于进一步改进、完善.通过这一研究,有助于半导体激光器有源区尺寸的优化设计和半导体激光器的优化封装,从而有利于半导体激光器性能的综合改善,以提高其使用性能,拓展其应用范围,推动半导体激光器科学技术的研究、应用和发展.(OG15)     

激光加工中光束变换技术研究

激光光束形状和能量分布直接限定了激光加工的应用.为满足不同的激光加工要求,必须对激光光束进行光束变换.应用旋转棱镜和组合光学系统能够实现实心和环状光束之间的相互变换.从几何光学角度对旋转棱镜组合光学系统进行了理论分析和实验.通过调整正负旋转棱镜的间距d,荻取不同形状和能量分布的激光光束.实验结果表明,基于旋转棱镜组合光学系统的光束变换技术,有效地实现了多种形式的光束变换,提高了激光束的利用率,在激光k_T-领域中具有广泛的应用前景.     

高斯光束微圆孔衍射的整形变换

激光在实际应用中常需要进行光束整形以便更好地适应实际需要.先从基尔霍夫衍射公式出发经过适当推理,导出了高斯光束通过微圆孔衍射变换的解析计算式,再分析讨论了高斯光束通过微圆孔衍射时的3种整形变换.利用Matlab软件进行计算仿真实验,给出了高斯光束通过微圆孔衍射的3种整形变换的情形,实验表明了解析计算式的可靠性和高斯光束...     

折射和反射球面对高斯光束的变换

本文由ABCD定律导出折射和反射球面对高斯光束的变换方程,高斯光束通过薄透镜的变换可视为通过折射球面变换的一个特例。     

高斯光束的共轭变换

本文以复数的几何表示描述高斯光束的传输变换特性，并利用共轭变换方法推导出高斯光束参数变换的类牛顿公式。     

96GHz边廊模Denisov辐射器

介绍了采用Denisov辐射器将96 GHz边廊模式信号转换为高斯波束的设计、仿真及测试结果.基于耦合波理论给出Denisov辐射器的设计方法.根据96 GHz TE_(6,2)模式Denisov准光模式转换器结构布局的要求,优化得到Denisov辐射器,输入半径6.4 mm,长52 mm,辐射器切割边缘电流幅值为汇聚中心点的10%,输出准高斯能量转换效率达96.51%.由其组成的准光模式转换器冷测输出高斯波束束腰直径22.4 mm,矢量转换效率大于95%.     

Pulse dispersion for single-mode operation of multimode cladded optical fibres

Pulse dispersions as low as 0.4 ns/km have been measured in multimode cladded fibres at a normalised frequency V=125 and for a constant bend radius of 5.5 cm. Particularly when the number of launched modes is small, the pulse dispersion, as well as the polarisation and angular width of the output beam, are strong functions of the degree of mode conversion.     

光纤弯曲对掺镱光纤激光器光束质量的影响

通过改变F-P腔全光纤激光器中的光纤盘绕半径,对输出激光光束质量进行了研究.搭建了百瓦级全光纤激光器.最大泵浦功率为436 W的条件下,获得了300 W波长1 080 nm的激光输出.光束质量M2=1.13.光-光转换效率为69%.理论分析并计算了20/400 m大模场面积双包层光纤中的两种导波模式LP01模和LP11模沿光纤径向的功率分布和弯曲损耗;利用光纤弯曲选模方法,实验上探究了光纤弯曲半径对输出激光模式及光束质量的影响.实验发现,通过光纤弯曲方式可以有效地消除高阶模式,再经过包层光剥除可以获得更好的光束质量M2=1.06.     

部分相干光束在大气湍流中传输的散斑特性

光束在大气湍流中传输时,大气湍流效应对光束进行强度和相位的随机调制,最终在远场处形成散斑。以部分相干高斯-谢尔模型（Gaussian-Schell Model,GSM）光束为研究对象,根据广义的Huygens-Fresnel原理、修正Von Karman谱模型,推导了GSM光束在大气湍流中传输时接收端光束的有效半径和平均散斑半径的表达式。利用数值计算对比分析光源相关参数和大气湍流对光束有效半径和平均散斑半径的影响。研究表明:光束的初始束腰半径越大、相干长度越小以及波长越小时,接收端光束的有效半径和平均散斑半径受湍流的影响越小;大气折射率结构常数越大,光束扩展越严重,此时平均散斑半径越小;光束有效半径和平均散斑半径随湍流外尺度增大几乎无变化,随湍流内尺度的增大而减小。所得出的结论对无线激光通信系统中光束的捕获、对准与跟踪（Acquisition,Pointing and Tracking,APT）系统的设计提供一个重要的参考价值。     

Generation of millimeter wave Gaussian beams and their propagation in a dielectric waveguide

Linearly polarized fundamental mode Gaussian beams were generated and coupled to a hollow circular oversized dielectric waveguide by placing the waist of the beam at the guide entrance. The transmission properties of the waveguide were characterized as a function of frequency for a variety of coupling conditions. These conditions included changes in the input beam waist radius, angle of incidence, and displacement perpendicular and parallel to the guide axis. It has been found that: 1.) power transmission is maximized when the waist of the input beam is centered at the guide input, injected normally, and has a radius of 0.43 times the waveguide radius, 2.) power transmission decreases rapidly with increasing angle of incidence and the rate of that loss increases with frequency, 3.) the waveguide preserves the linear polarization of the input beam, 4.) power transmission in the fundamental waveguide mode is not greatly affected by moderate displacements in the input beam position, and 5.) upon exit from the waveguide the launched EH₁₁ mode propagates as a fundamental mode Gaussian beam in the quasi-far field. The results compare favorably to the transmission theory of Belland and Crenn and approximately to the near and far field mode pattern theory of Degnan.     

Hysteresis in Mode Competition in High Power 170 GHz Gyrotron for ITER

Hysteresis in mode competition in high power 170 GHz gyrotrons for ITER is studied. Specific examples of hysteresis with respect to variation of magnetic field, current, electron beam radius and beam voltage are given.     

热效应对三向侧面泵浦DPL中TEM00模输出功率的影响

以三向侧面泵浦时晶体内泵浦光强分布为基础 ,数值计算了三向侧面泵浦DPL中热效应引起的热致衍射损耗随泵浦功率、腔模束腰半径和泵浦光束腰半径的变化规律。进一步讨论了热效应存在时的泵浦功率、腔模束腰半径和泵浦光束腰半径对TEM0 0 模输出功率的影响。从计算结果看出 ,热致衍射损耗使输出功率明显降低。泵浦功率、腔膜束腰半径和泵浦光束腰半径对输出功率都有不同程度的影响。文中还用小孔光阑选TEM0 0 模 ,进行了输出功率随泵浦功率变化的实验 ,实验结果与数值计算结果非常接近。     

Higher order mode Raman gain coefficients

The Raman gain coefficients for higher order Hermite-Gaussian modes are derived. The results indicate that the Raman intensity gain coefficient (collimated beam) is relatively insensitive to, while the Raman power gain coefficient (tight focus) is very sensitive to the mode structure of a beam. Thus, for high power lasers in which high gain is attainable with a collimated beam, the conversion efficiency would not be sensitive to the laser mode, while for low power lasers in which high gain is attainable only under focused configuration, the conversion efficiency would be quite sensitive to the laser mode. In addition, the coupling coefficients between modes and their contributions to the gain are discussed.     

泵浦光空间强度分布对激光腔内横模分布的影响

以激光二极管端面泵浦固体激光器为研究对象,在不同的泵浦光空间分布下,通过数值求解速率方程,得到腔内横模分布的变化规律,分析了对光束质量的影响。结果表明,泵浦光半径越接近振荡光半径,基模所占比率越大;而泵浦功率对横模分布的影响不大。