基于MATLAB的Nd:CNGG激光器的热效应研究

基于MATLAB的有限差分法对激光二极管（LD）端面泵浦Nd:CNGG激光器的热透镜效应进行了仿真分析。在LD端面抽运的条件下，设定泵浦光波长808 nm和885 nm，分别改变了泵浦光功率、晶体的尺寸和泵浦光束腰半径的位置，得到了不同条件下的晶体内部温度分布图。分析得到，以上因素都会对晶体内部温度分布造成影响。对采用808 nm泵浦光，束腰位置不同时晶体的温差，最高约68 K，而使用平均温升较低的885 nm泵浦，温差约10 K。     

空气隙偏光镜对不同束腰半径的单模高斯光束影响的分析

根据光在格兰-泰勒棱镜和格兰-傅科棱镜空气隙胶合层中的干涉效应，分析了空气隙偏光镜对不同束腰半径的单模高斯光束光强分布的影响．结果表明：对于某-波长的入射光，束腰半径越小，光强分布受偏光镜的影响越明显；另外，随着束腰半径的减小，高斯光束的形状也会发生变化．比较而言，格兰-泰勒棱镜产生的影响要小于格兰-傅科棱镜，这说明前者的综合性能优于后者．     

萨那芒特棱镜对不同束腰半径的单模高斯光束的影响

根据光在萨那芒特棱镜胶合介质层中的干涉效应,分析了萨那忙特棱镜对不同束腰半径单模高斯光束光强分布的影响;结果表明:对于某一波长的入射光,束腰半径越小,光强分布受棱镜的影响越明显,并且随着束腰半径的减小,高斯光束的形状也会发生变化.比较而言棱镜对透射o光的影响要大于e光,但从总体上看,当单模高斯光束束腰半径在(0.01 mm-1 mm)范围内取值时,棱镜无论对o光还是对e光光强的影响均小于1%,所以在要求不特别严格的应用中,可以忽略萨那忙特棱镜对单模高斯光束光强分布的影响.     

高斯光束对三维共焦扫描成像的影响

应用传递函数方法研究了高斯光束对三维共焦扫描成像的影响．计算与分析表明，光束的束腰半径越小，三维成像时横向和轴向的截尾空间频率都减小。成像品质下降，分辨率降低．当束腰半径2倍于光瞳半径以上时，成像质量几乎不受高斯光束的影响．焦平面上的二维传递函数的分析和计算也有相类似的结果。     

LD端面泵浦全固态绿光激光器耦合系统研究

目的 为了研究泵浦光与基模光的模式匹配问题。方法 利用矩阵光学方法，推导了高斯光束经耦合系统聚焦后束腰宽度和像距的计算公式。结果 计算出了焦点位置与晶体端面的距离。结论 以此计算结果为依据，实现了8．0W的532nm绿光激光输出。     

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．     

环形染料激光腔的等效厚透镜及光线传输矩阵分析

本文系统论述了环形染料激光腔的计算方法；结合具体腔长参数，计算了高斯光 束的三个束腰位置及相应的束腰半径；确定了环形染料激光腔内高斯光束的传输特 性。本文所涉及的方法也能用于激光陀螺环形腔的分析，井可由腔长来决定放电毛细 管的直径。     

钛蓝宝石激光器泵浦光与振荡光模式匹配研究

本文运用ｑ参数的传输和交换规律，研究了钛蓝宝石激光器泵浦光和振荡光的模式匹配，结果表明在实用器件中采用单一透镜不能实现模式匹配，进而提出了一种新的模式匹配法，并给出了实用参数设计方式。     

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.     

自聚焦透镜在全固态激光器中的应用

全固态激光器被广泛应用于光学传感、干涉测量、微波光电子等重要领域。为了分析自聚焦透镜在全固态激光器中的应用,本文介绍了LD光纤耦合端面泵浦Nd:YAG激光系统组成,利用自聚焦透镜的传输矩阵,根据ABCD公式,采用q参数,理论分析了自聚焦透镜对LD泵浦光束的传输特性。建立了LD端面泵浦固体激光系统,研究了泵浦光与振荡激光的模式匹配程度对激光器输出特性的影响。研究表明,自聚焦透镜用作全固态激光器泵浦光的耦合镜,可简化泵浦系统,提高泵浦光的耦合效率。     

Numerical Value Results OF Guassian Beam Focussing

1Lens is placed in beam waist We consider the case of a Gaussian beam that is incident at its waist on a thin lens of focal length f.To find the location of the waist of the output beam and the beam radius at that point,we start with the ABCD law.     

环形涡旋光干涉叠加形成复合涡旋光的特性研究

采用数值模拟的方法对2束以高斯光束为背景的环形涡旋光相互叠加产生的复合涡旋进行研究,提出了一种求解共线叠加复合涡旋位置的图解方法,利用该方法可以得到准确的涡旋位置分布特性。研究表明,通过改变涡旋光的拓扑荷值以及束腰半径,复合涡旋光的奇点和强度分布都会发生改变,形成新的复合涡旋光场。     

被动调Q固体激光器输出脉冲宽度控制

采用LD泵浦,实现了Nd:YVO4/Cr4 :YAG被动调Q激光运转。考虑激活介质热效应及泵浦光强和腔内振荡光强的空间高斯分布,给出LD泵浦Nd:YVO4/Cr4 :YAG被动调Q激光的耦合速率方程组,经数值求解,获得了脉冲宽度随饱和吸收体在激光腔内位置和泵浦光在激活介质内分布的变化关系,理论计算与实验结果相符。     

平顶高斯光束谐波场的横向分布

对平顶高斯光束用于倍频和混频后的谐波场场强分布进行了理论计算,模拟了相同基波峰值强度下,不同阶数和不同偏振分量比的平顶高斯光束在长度为5mm的非线性晶体CsLiB6O10上的Ⅰ类、Ⅱ类倍频光场及Ⅱ类混频光场的横向分布曲线,并将其与基波场分布进行了比较,得到了谐波场仍为均匀平顶分布形式,但出现了横向光斑压缩现象,且基波光束的阶数愈高,横向压缩现象越弱;阶数相同,偏振分量不同的基波产生的谐波场光斑大小基本相同,但光场强度不同。     

微粒在会聚高斯光束中的受力分析

以射线光学模型为基础,对会聚高斯激光束中微粒所受轴向力进行了计算.数值计算的结果表明,束腰越小捕获越稳定;相对折射率必须大于1并存在一个最佳相对折射率;激光波长、粒子半径以及激光功率也对捕获力有重要影响.数值计算和分析为搭建光镊仪器选取系统参数提供必要的理论依据.     

离子通道的形成机理与动态特性分析

研究了离子通道的产生背景及物理机制,利用电磁场理论导出了离子通道的聚束条件和通道半径所满足的方程,并对各区域的相对介电常数作了分析.同时,针对离子通道的动态特性,对所导出的电子振荡运动方程作了定性的讨论.     

LD泵浦Nd:YVO4声光调Q激光的脉宽控制

采用LD泵浦,实现了Nd:YVO4声光主动调Q1.06μm激光运转。首次研究了LD泵浦Nd:YVO4声光调Q激光的脉宽控制。实验结果表明,通过改变声光调制器在激光腔内的位置以及泵浦光在激活介质内的分布,可以有效地控制脉冲宽度,并且随着重复频率的提高,脉宽可调范围增大。根据ABCD矩阵传输理论,考虑泵浦光强和腔内振荡光强的空间高斯分布,给出LD泵浦Nd:YVO4声光调Q激光的耦合速率方程组,理论计算与实验结果相符。     

截断参数对透镜衍射场分布的影响

基于菲涅尔衍射积分和将硬边孔径函数展开成有限项复高斯级数方法推导出了计算透镜衍射光强分布的解析表达式.所得的解析表达式克服了直接计算衍射积分的困难.应用这个表达式研究了截断参数(透镜的半径与高斯光束束腰半径的比值)对透镜衍射场分布的影响.数值结果显示,由于透镜的孔径对高斯光束的截断使得焦点向着透镜迁移,截断参数愈大,焦移量愈大,成像光斑愈大.     

多井抽油中心系统及其特性分析

针对现有单井抽油机传动环节多、运动性能差、存在抽油杆无效载荷、有效载荷交变幅度大、功率和扭矩存在负值等导致低效问题,提出交变载荷多相位均匀输出思路和原理,研发多井抽油中心系统。建立系统运动和动力分析方程,推导出抽油机悬点位移、速度、加速度、减速器扭矩及电机功率计算公式,并与游梁式抽油机工作性能进行对比分析。结果表明:多井抽油中心动力性能明显优于游梁式抽油机,最大扭矩减小,载荷交变均匀化,消除了负扭矩,改善了减速器的工作条件,降低了电动机的装机功率;抽油中心系统抽采偶数丛式井时,利用油井载荷自平衡,所需动力较小,抽采奇数丛式井时需加装平衡块,设计过程中应考虑柔性传动件的使用寿命;现场试验效果良好,是一套单机驱多井正扭矩功率的节能降投资新方法和新技术。