利用快速傅立叶算法模拟离轴混合腔的光场分布

针对快速傅立叶方法在计算离轴非穗腔中存在的困难,在Sziklas和Siegman的波函数坐标变换理论的基础上稍作调整,计算了离轴混合腔的腔内光场分布、近场输出光强分布和远场光强分布,并与实验测得的光强分布曲线做了比较,得到了较为理想的理论模拟结果。同时,理论模拟结果也表明了利用离轴非稳腔能够得到高光束质量的激光输出。     

含热透镜非稳腔的工作特性

使用矩阵光学方法,对含热透镜非稳腔的主要参数进行了计算,研究了这类光腔在有准直输出光束存在,即广义共焦条件满足时的特性.用光线追迹的几何作图证实了理论结果.     

含热透镜的非稳腔CPM固体激光器分析

本文考虑到Nd3+:YAG棒在工作中的热效应,把含热透镜的CPM非稳腔等效为平凸空腔,以此分析CPM非稳腔的结构参数对激光器输出能量、光束远场发散角和抗干扰能力的影响,得出的结论与实验相符。     

有高斯光束注入的激光器的双稳性

本文考虑注入环形腔激光器的信号为高斯光束(TEM10模),利用平均场近似理论得到了单横模共振时的定态方程,并进行了线性稳定性分析,结果表明,对优质腔来说,跟Lugiato所讨论的注入信号为平面波光束时的情况不同,此时环形腔激光器输出呈双稳行为。     

高斯光束质量因子的研究

应用标量光场横截面上光强的精确定义,计算了基模高斯光束的光强二阶矩及光束质量因子,结果表明,当基模高斯光束的束腰半径ω0 λ时,光束质量因子M2非常接近于1,当光束束腰半径较小时,计算的光束质量因子存在较大误差。文章进一步用严格的光场角谱表示法计算了非傍轴标量高斯光束的质量因子,并对一些相关问题进行了讨论。     

200 W高光束质量全固态Nd:YVO4板条激光器研究

为了获得高光束质量的中功率激光,利用激光二极管阵列双端抽运Nd:YVO4,采用折叠混合腔结构的板条结构,获得激光的最大输出功率为202W,光-光转换效率为47.5%;光束质量M2因子在水平方向和垂直方向分别为1.72和2.25.     

LD抽运Nd:YVO_4双波长激光器的输出特性

在满足双波长激光振荡阈值相等的条件下,分析和数值计算抽运光、双波长(1.34,1.06 μm)振荡激光光束半径的相对大小,以及其对两个子腔输出镜透过率关系的影响.研究发现,当抽运光、两种波长激光的光束半径之比达到一定值时,两个子腔输出镜透过率之间的最佳关系不随腔内光束半径的变化而变化在考虑Nd∶YVO4晶体的热透镜效应情况下,可合理地选择2个子腔腔长来实现双波长(1.34,1.06 μm)激光相同的振荡阈值.实验结果表明,抽运功率较小(小于11 W)时,输出的1.06 μm激光功率大于1.34 μm激光功率;抽运功率较大时(大于11 W),1.34 μm激光功率超过1.06 μm激光功率;当抽运功率等于11 W时,1.34 μm和1.06 μm激光功率均为0.675 W.     

二维矩形阵列非傍轴离轴高斯光束的合成研究

基于瑞利-索末菲衍射积分公式,推导出非傍轴离轴高斯光束相干合成和非相干合成光束在自由空间中传输的解析公式.用所得结果对非傍轴高斯光束相干合成和非相干合成进行了研究,得到了非傍轴公式在傍轴条件下,能回归到傍轴理论所得结果.远场近似、傍轴离轴高斯光束的相干合成与非相干合成光束传输公式可作为特例给出.数值计算表明,合成光束的光强分布与合成方式(相干合成和非相干合成)、光束束宽w0(或等效于f参数)、光束束数M(N)、离轴参数a(b)以及传输距离z有关.在远场,对于相干合成,M×N束非傍轴高斯光束的合成光束的轴上光强是单束非傍轴高斯光束的轴上光强的M2N2倍;对于非相干合成,M×N束非傍轴高斯光束的合成光束的轴上光强是单束非傍轴高斯光束的轴上光强的MN倍.     

高斯-贝塞耳光束的Z-扫描技术

对使用高斯－贝塞耳（ＧＢ）光束的Ｚ－扫描技术理论进行了研究,结果发现：理想高斯光束即使有一个很小偏高,也会导致测量灵敏的显著变化;用一个小的贝塞耳光束调速斯光束,Ｚ－扫描的灵敏度比用常规的高斯光束增加４０倍以上。     

离轴共焦非稳腔激光远场分布的腔镜倾斜容限研究

以波函数坐标变换理论和快速傅里叶算法为基础,在考虑腔镜倾斜情况下对离轴共焦非稳腔的光场计算进行了修正。利用修正后的计算方法模拟了腔镜M1倾斜不同角度及不同方向倾斜时远场光强分布,并分析了远场模式的变化。理论分析表明,离轴共焦非稳腔的腔镜倾斜失调容限在顺时针和逆时针方向上是不同的,腔镜M1逆时针倾斜的失调容限大于顺时针倾斜的失调容限,这与共轴共焦非稳腔是有显著区别的     

有正支共焦非稳腔二氧化碳激光器的模场计算

本利用快速傅立叶变换（FFT）法，对有正支共焦非稳腔的二氧化碳激光器模场进行了计算，给出了在不同谐振腔（放大倍数M=2.5(M=1.45），等效菲涅耳数Neq=1.5(Neq=1.29)下的模分布图，与类似的结果进行了比较，符合的较好，并分析了形成模分布的原因，为更好发挥二氧化碳激光器的性能提供了依据。     

衍射极限倍因子M2的实验测量

目的测量He—Ne激光器（波长632．8nm）和半导体激光器（波长650nm）的肘。因子。方法根据ISO／TC172／SC9／WG1 N80文件对M^2因子的测量原理及要求，用美国Spirieon公司生产的LBA-300PC激光束分析仪，沿光传播方向在不同z位置，测出光束宽度，由测量数据进行双曲线拟合，确定束腰直径和远场发射角，计算M^2因子。结果所测全内腔玻璃外壳He—Ne激光器的M^2=1．422，半导体激光器的M^2=1．599。结论市场上流通的He—Ne激光器和廉价的半导体激光器大都可以用于医学应用，不适于用作干涉计量或全息照相等方面的应用。     

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。     

高斯光束及其传播特性

本文从光的衍射理论出发，导出了共焦腔中的场分布，进而对激光的传播特性进行了讨论、即激光的准直性和高亮度是由高斯光束的传播特性所决定的。     

激光束在大气中的传播特性研究

激光大气传输特性是研究激光在通过大气传播的过程中,大气与激光相互作用产生的一系列线性与非线性效应以及这些效应对激光传输的影响。文章基于正的共焦非稳定谐振腔的激光场,采用快速傅里叶变换(FFT)等方法研究激光光束在大气中的传播特性,分析了强激光器如二氧化碳激光器在大气传输中产生的一些线性光学效应,并在只考虑大气折射、大气分子吸收等对激光光束的影响下,求出了激光光束在大气中的偏移、光束的扩展和光束质量等,进而利用β参数和Strehl比来评价高能激光器的光束质量特性,给出了这两个参数随着最高能量变化的图形。     

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。     

基于电润湿效应的液体透镜焦距随电压变化的响应时间的测量法

运用高斯光束传输理论,提出了运用高斯光束经焦距变化的变焦液体透镜时光束光通量的变化来测量变焦液体透镜的焦距变化随电压变化的响应时间的观点。运用光电探测器测量光束光通量的变化,来反映液体透镜焦距的变化。并讨论了光通量变化时光电探测器放置的最佳位置和小孔半径的最佳大小。     

气体激光器波导耦合腔的研制与测试

针对现有微波激励气体激光器存在的一些问题,研制出一种微波激励器波导耦合腔。采用频率为2.45GHz,输出功率为1000W的微波激励耦合腔进行了实验,其结果表明:该耦合腔具有易调谐和阻抗匹配等特点,对改善放电均匀性、减少微波能量反射有明显效果。该项研究有利于提高工作气体气压、增大放电的增益长度,为发展更高功率的微波激励气体激光器提供技术基础。图6,参10。