半导体激光光束质量与像散特性的研究

对半导体激光的光束质量和像散特性进行了研究。基于二阶矩定义,对表征半导体激光光束质量和像散特性的光束特征参数M2因子和内禀像散不变量a等作了理论推导和分析。半导体激光的光束质量和像散特性与半导体激光运行时的多模模阶次和各阶模的权重因子成比例,模阶次越高或高阶模的权重越大,其光束质量越差,像散越厉害。     

高功率LD侧面泵浦Nd：YAG激光器四镜折叠腔分析与设计

运用ABCD传输矩阵理论，把增益介质作为类透镜处理，对LD侧面泵浦地Nd：YAG激光器四镜折叠腔进行了分析。特别讨论了增益介质内部基模光斑半径和基模体积随泵浦功率变化的关系．在此基础上得到了一组腔的优化参数，能使激光器实现大基模体积热稳运转，并很好地补偿了像散．     

钛宝石激光端面泵浦钕掺杂钒酸钇薄片激光器

报道了采用σ偏振钛宝石激光端面泵浦ａ切割掺钕钒酸钇薄片激光器中的偏振热透镜补偿特性研究，在常温下获得２ｍＷ低阈值、大于５０％的高光－光转换效率的连续基横模运转，在８８０ｍＷ注入泵浦功率下，输出４４０ｍＷ的ＴＥＭ００模激光．同时，研究了随着泵浦功率的增加，激光的纵模演化特性．结果表明，以σ偏振泵浦时，π偏振的１．０６４μｍ激光功率相对波动度小于１％．     

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。     

激光显微图像散斑对比度分析

目的研究消除激光作为显微系统光源时产生的散斑。方法采用476nm蓝色激光作为光学显微系统照明光源,利用光纤振动法对激光显微图像散斑进行消除,同时采用CCD图像传感采集系统对抛光玻璃表面和DVD-R盘片进行显微成像,并对光纤在不同振动电压下的显微图像散斑对比度进行了分析。结果在1.1V振动电压下抛光玻璃表面的散斑对比度最小为23%,在相同条件下DVD-R盘片显微图像散斑噪声较小。在一定振动电压下散斑消除效果明显、成像较为清晰。结论比较传统方法,其优点在于不仅消除了散斑,同时光纤对激光光束也起到了匀光作用,可便于图像存储。     

单端泵浦激光晶体温度分布的半解析热分析

针对目前数值分析法对光纤耦合激光二极管端面泵浦激光晶体温度场研究精确度不高的问题，从解析分析理论出发研究了受到具有高斯分布的泵浦光端面入射的激光晶体内部温度场的分布情况，建立了符合激光晶体工作状态的热模型．通过热传导方程，利用半解析方法对其进行了求解，得出了激光晶体内部温度场分布的通解形式，同时对影响激光晶体内部温度场分布的各种因素进行了研究．研究结果表明：当使用输出功率为10W的二极管激光器端面泵浦掺钕钇铝石榴石晶体(晶体掺钕离子的质量分数为1．0％)时，在晶体端面获得了49．1℃的最大温升．这种方法还可以应用到激光系统内的其他热问题研究中，为有效地解决激光系统中的热问题提供了理论依据．     

激光二极管端面泵浦激光棒热效应的解析研究

为了解决激光二极管端面泵浦激光棒引起的热效应问题，基于热传导理论，建构了热传导方程新的本征函数解，得出了激光棒内温度场与热形变场的一般解析表达式．该表达式不仅解决了由于棒内热流线径向假设造成的温场计算误差问题，而且解决了使用数值分析方法带来的计算精度不高的问题．研究结果表明，当激光二极管的泵浦功率为20W、泵浦光斑高斯半径为200μm时，掺钕离子质量分数为0．5％的钒酸钇激光棒泵浦端面具有451．2℃的最高温升和3．42μm的最大热形变量．对激光棒内等温线分布状态分析可以得出，其热流线为非径向分布．与棒内热流线径向假设计算结果对比，激光棒的最高温升值减小了30%．所得结果可以用于激光谐振腔的设计，为减小激光系统的热效应问题提供了理论依据．     

高功率LD侧面泵浦Nd:YAG激光器四镜折叠腔分析与设计

运用ABCD传输矩阵理论,把增益介质作为类透镜处理,对LD侧面泵浦地Nd:YAG激光器四镜折叠腔进行了分析,特别讨论了增益介质内部基模光斑半径和基模体积随泵浦功率变化的关系.在此基础上得到了一组腔的优化参数,能使激光器实现大基模体积热稳运转,并很好地补偿了像散.     

像散分数傅里叶系统对部分相干光束偏振特性的影响

分数阶傅里叶变换是分析光学谐振腔的有力工具,分数阶数和像散系数的选取决定了谐振腔的尺寸,影响激光光束的偏振、远场发射角和可聚焦功率等.本文以部分相干电磁高斯-谢尔模型光束为研究对象,根据柯林斯公式推导出电磁高斯-谢尔模型光束通过含像散透镜分数傅里叶变换系统的偏振度、椭圆方位角和椭圆度的表达式,数值仿真分析了通过像散分数傅里叶变换系统输出面上的偏振度、椭圆方位角和椭圆度分布情况.仿真结果表明,光束通过含像散透镜分数傅里叶变换系统后,像散系数越大,轴上点的偏振特性变化越快;像散使非焦平面上的偏振特性由圆对称分布变为椭圆对称分布,不改变焦平面的分布形状.本文的研究结果对不同偏振特性要求下分数傅里叶变换阶数和像散系数的选取具有一定的参考价值,对光学谐振腔的设计具有重要的指导意义.     

ABCD矩阵与像散椭圆高斯光束的传输变换

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同高斯光束变换的类几何光学公式和焦移公式。分析像散椭圆高斯光束的传输变换特性，推导出半导体激光束的像散校正与旋转对称化变换公式。修正和扩展了某些文献中的表达式。设计了半导体激光水准仪的光学系统。     

自锁模Ti：Al2O3激光器

通过在腔内引入双棱镜对研制的Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３激光器实现了稳定的自锁模运转，最窄脉宽达５３ｆｓ，分析了Ｔｉ：Ａｌ２Ｏ３激光器的自锁模原理及工作特性。     

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。     

激光指向仪的光学设计

以HeNe 激光为例,利用高斯光束的成像理论计算了激光指向仪中光学元件的参数.计算值与实际值基本相符-     

连续可调谐钛宝石激光器的最佳调谐方法

在连续可调谐钛玉石激光器中,可以进行波长调谐的几种方法进行了比较,通过各种方法调谐特性的分析,确定了钛宝石激光器波调谐的最佳方法。     

提高激光准直精度的一种有效措施

提出运用三点法补偿激光束不稳定性误差，在时间和空上获得较稳定的激光束。进行了理论分析。实验研究证明运用这种方法可降低准直测量的不确定度近一个数量级。     

MUL TIPLICATIVE NOISE IN TRANSIENT LASER INTENSITY

Effects of multiplicatioe noise in transient laser intensity are investigated theoretically. Analytic solutions are calculated through a reduced Fokker-Planck equation and the results with different pump parameters are discussed.     

激光束的相移膜集束研究

本文首次报导了采用Ｐｈａｓｅ－Ｓｈｉｆｉｎｇ Ｍａｒｋｓ（ＰＳＭ）技术实现激光束的集束，实验结果表明ＰＳＭ技术是一种用于激光集束的有效手段。     

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。     

用KDP晶体测量激光发散角

介绍一种利用晶体处在正交偏振镜下光的干涉原理,测量激光发散角的方法。该方法不仅适用于连续激光器,也适用于脉冲激光器的单次发射。而且即使在激光的近场测量,所得到的也是远场发散角。     

钛宝石端面泵浦Yb~(3+):YAG激光器输出功率的理论分析

从准三能级速率方程出发,模拟分析了940 nm钛宝石激光端面泵浦Yb3+:YAG输出1 030 nm激光的性能.在此过程中,着重考虑了泵浦光的吸收饱和以及Yb3+的自吸收损耗.结果表明:由于输出波长在1 030 nm附近的Yb3+:YAG晶体存在严重的自吸收损耗,入射功率必须足够强时才能有激光输出,因此激光器的阈值较高;同时,自吸收损耗与Yb3+离子浓度、晶体厚度有关,存在最佳的晶体厚度和Yb3+离子浓度,使激光器的输出功率最大.泵浦光的吸收饱和使激光器运转时激光下能级的粒子数减少,吸收系数下降,相同入射泵浦功率时,激光器的输出功率较低.