光学谐振腔设计的几何作图方法及其应用

光学谐振腔的传播圆一变换圆的图解分析与设计方法具有简单，形象直观等优点，该方法在激光谐振腔设计和分析中有着重要的应用．利用传播圆图解设计方法分析和设计了几类主要的激光谐振腔：腔内含有单一热透镜的谐振腔，自适应热补偿谐振腔，V形固体激光腔，大功率高亮度固体激光腔，LD端泵浦的平直固体激光腔．     

自聚焦透镜耦合Nd:YVO4/LBO全固态绿光激光器

目的为减小传统透镜耦合系统给泵浦光束带来的热畸变,提高耦合效率,较好地实现抽运光与振荡光之间的模式匹配。方法利用自聚焦透镜端面抽运Nd:YVO4/LBO系统,LBO晶体采用了I类非临界相位匹配方式,分析了激光晶体热透镜效应对三镜V型折叠腔稳定性的影响。结果通过对端面抽运Nd:YVO4晶体工作特点的分析,得出了端面抽运方形激光晶体内部温度场的分布规律和热透镜焦距的表达式。结论抽运光功率为28.4 W时,获得了9.9 W的连续绿光输出,其光-光转换效率达34.9%。     

无热透镜效应Z型腔的图解分析

针对半导体激光泵浦的YAG自锁模Z型谐振腔,利用光学谐振腔的传播圆方法,在不考虑热透镜效应情况下进行理论计算和数值分析,求出了输出光斑半径和腰斑半径.并通过MATLAB作图对两种情况下的稳区进行分析,得出了腔参数对稳区的影响:克尔介质的尺寸影响较小,折叠镜的曲率半径增大可使稳区右移并增大,腔长增加使稳区左移并变小.     

无热透镜效应Z型腔的图解分析

针对半导体激光泵浦的YAG自锁模Z型谐振腔,利用光学谐振腔的传播圆方法,在不考虑热透镜效应情况下进行理论计算和数值分析,求出了输出光斑半径和腰斑半径。并通过MATLAB作图对两种情况下的稳区进行分析,得出了腔参数对稳区的影响:克尔介质的尺寸影响较小,折叠镜的曲率半径增大可使稳区右移并增大,腔长增加使稳区左移并变小。     

Z型固体激光腔热动力图解分析

运用图解分析方法,研究了热透镜效应下Z型折叠固体激光腔的工作特性.得到了谐振腔各腔臂中的光模参数bt、b2、b3及光斑尺寸wt、w2、w3随激光介质焦距的变化关系.结果表明,这种谐振腔具有较宽的热稳定范围,热稳定范围及基模光斑尺寸可通过调整腔参数来改变,其中关键参数为第一臂长度l0 f1.在选定腔镜的前提下,l0 f1愈小,热稳定范围愈宽,wt愈小.第二臂长度对热稳定范围及光斑半径有着相似的影响.     

大功率LD抽运Nd:YVO4激光器热透镜效应对输出特性的影响

基于固体激光器的热透镜效应 ,讨论了热透镜效应对腔内高斯光束的变化以及对谐振腔稳定性的影响 .并通过实验给出了大功率LD抽运Nd :YVO4 激光器热透镜效应对输出特性的影响 .     

内含热薄透镜CW色心激光腔的振荡光束特性

运用像镜原理分析三镜折迭腔、四镜折迭腔和四镜8字型环形腔等光学谐振腔的振荡光束特性及其热行为。讨论热效应对谐振腔振荡光束特性的影响规律以及像镜分析方法的精确性,给出谐振腔的热不灵敏条件。     

LD端面泵浦固体激光谐振腔的研究

为了对激光谐振腔体进行优化设计,采用ABCD光学传输矩阵理论,计算得到具有普适性的三镜折叠腔内高斯模式束腰的解析解.对一典型平-平热透镜腔进行计算分析,结果表明在针对其进行优化设计的泵浦范围内,腔体稳定性很好,激光光斑半径基本不随泵浦功率变化而波动.实验中以808 nm尾纤输出的激光二极管端面泵浦NdYAG晶体产生连续1 064 nm激光,激光输出结果与理论模型值能够较好地相符.     

腔内具有两个透镜的光学谐振腔的分析

用光束传输理论分析了腔内具有两个透镜的平面和球面谐振腔。详细讨论了不同情况下改变谐振腔元件的相互位置及其光学参数时的稳定性条件和与此相应的两透镜临界离焦值。以归一化形式绐出了腔内光束参数与谐振腔参数的关系表达式。进行了一组实验,给出了实验结果。     

Nd:YAG激光器的热透镜效应及其对激光输出的影响

对Nd：YAG激光器的热透镜效应进行了分析，给出了实验测量动态热效应的方法．利用矩阵光学的方法，分析了热透镜效应对激光输出功率和光束质量的影响，并计算了两种谐振腔参数下的束腰宽度ωo、远场发散角θo和模体积V随热焦距f的变化情况．     

LD端面泵浦固体激光谐振腔的研究

为了对激光谐振腔体进行优化设计，采用ABCD光学传输矩阵理论．计算得到具有普适性的三镜折叠腔内高斯模式束腰的解析解．对一典型平-平热透镜腔进行计算分析，结果表明；在针对其进行优化设计的泵浦范围内．腔体稳定性很好．激光光斑半径基本不随泵浦功率变化而波动．实验中以808nm尾纤输出的激光二极管端面泵浦Nd：YAG晶体产生连续1064nm激光．激光输出结果与理论模型值能够较好地相符．     

激光谐振腔内类透镜介质像差的校正

高能激光器谐振腔中，介质折射率随温度、压力、能量等物理量沿径向变化而呈类透镜分布，由此引起激光振荡特性的改变，产生动态的类透镜介质像差，根据光波的矩阵传输理论，以正支共焦望远型非稳腔为例，用几何方法对激光谐振腔内的类透镜介质效应及其像差校正进行了理论分析，计算结果显示，所给方法能有效消除该像差。     

激光谐振腔光场及远场分布的数值模拟系统

利用数值迭代法和有限元法,对激光圆形镜球面谐振腔的光场分布及远场光束进行数值求解。采用Matlab编写了具备图形化用户界面(GUI)的功能全面的激光谐振腔模拟系统,系统可以选择和设置谐振腔类型及谐振腔参数等。系统运行后给出谐振腔内光场达到稳定状态时的渡越次数、腔镜上光场振幅和相位分布以及远场光强分布的三维图像。对输出镜反射率均匀分布以及输出镜反射率沿径向逐渐降低的激光谐振腔模式及远场光强分布进行模拟并做了对比分析,结果表明,输出镜反射率变化的激光谐振腔模式形成较快,远场光强分布更集中。     

大功率LD端泵Nd:YAG/LBO蓝光激光器的最优化模式匹配

文章通过分析Nd：YAG激光晶体的准三能级结构,并考虑到大功率泵浦条件下激光晶体中的热透镜效应,采用最简单的平凹腔结构,使激光晶体和倍频晶体分处于两个独立的子腔中,通过ABCD矩阵计算出谐振腔的腔长以及激光晶体和倍频晶体在腔中的最佳位置,实现了蓝光激光器的最优模式匹配,确保了蓝光的高效倍频效率。     

激光谐振腔内类透镜介质像差的校正

高能激光器谐振腔中，介质年射率随温度，压力，能量等物理量沿径向变化而呈类透镜分布，经引直民激光振荡的改变，产生动态的类透镜介质像差。根据光波的矩阵传输理论，以正支共焦望远型非稳腔为例，用几何方法对激光谐振腔内的类透镜介质效应及其像差校正进行了理论分析，计算结果显示，所给方法能有效消除该像差。     

激光棒的负透镜效应及其腔型补偿法

提出几种计算和测量激光棒负透镜等效焦距的方法。估算了在单次泵浦情况下由于激光棒内温升不均匀造成的热透镜效应。用等效薄透镜方法计算了这两种透镜效应的综合效应。根据此种综合效应设计出不同的激光腔型和共振腔参数做激光实验，使激光效率提高３￣５倍，发散度减小。     

连续掺钛蓝宝石激光器的三种折叠腔型的稳定性分析与比较

从激光器谐振腔的往返矩阵出发,根据谐振腔的稳态条件及象散补偿条件,采用Ｃ 语言编制程序,利用计算机画谐振腔的稳区图,对连续Ｔｉ３＋ ：Ａｌ２Ｏ３ 激光器的四镜、五镜、七镜三种折叠腔型的稳定性分别加以分析并作了比较,所得结论对设计激光器具有重要的指导意义．     

LD抽运Nd∶YAG复合腔双波长激光器

研究激光二极管(LD)端面抽运的Nd∶YAG三镜复合腔激光器的1 064,946 nm双波长激光连续运转.在满足双波长激光振荡阈值相等的条件下,考虑Nd∶YAG晶体的热透镜效应,数值计算1 064,946 nm两个子腔的腔长、输出镜透过率之间的关系.结果表明,当Nd∶YAG晶体中抽运光,1 064,946 nm激光的光束半径达到合理匹配时,两个子腔的输出镜透过率之间有确定的关系.选取合适的复合腔结构参数,当抽运功率为9 W时,可同时获得1.1 W的1 064 nm激光,以及500 mW的946 nm激光输出.     

连续输出1.60 W/473 nm直腔蓝光激光器

报道了LD端面泵浦Nd：YAG晶体，LBO腔内倍频473nm全固态直腔蓝光激光器．根据谐振腔稳定性理论，利用简单的平-平腔直接测得不同泵浦功率下的热焦距值．通过数值计算分析了不同热焦距下，Nd：YAG与LBO晶体中的腰斑半径以及LBO中光腰的位置。并在准三能级系统模型和倍频理论的指导下优化激光腔体结构，使激光器实现最佳的模式匹配和倍频效率，得到高效的蓝光激光输出．激光阈值为1．92W；当泵浦激光功率为20．58W时，473nm蓝光的输出功率为1．60W。光-光转化效率为7．8％．     

连续掺钛蓝宝石激光器的三种折叠腔型的稳定性分析 …

从激光器谐振腔的往返矩阵出发，根据谐振腔的稳态条件及象散补偿条件，采用了Ｃ语言制程序，利用计算机画谐振腔的稳区图，对连续Ｔｉ＾３＋、Ａｌ２Ｏ３激光器的四镜、五镜、七镜三的叠腔型的稳定性分别加以分析并作了比较，所得结论对设计激光器具有重要的指导意义。