非稳腔的矩阵光学分析

使用矩阵光学方法,对非稳腔的基模作了讨论,并以凸凹型非稳腔为典型例,对该方法的应用详加说明。     

增大调Q激光输出的理论和实验研究

利用LiF：F2^-色心晶体作为可饱和吸收体,在带抗共振环(ARR,Anti-Resonant-Ring)的YAG激光器中进行调Q实验．当LiF晶体置于ARR中心处,激光腔为凸-ARR非稳腔．而当LiF置于凸面全反镜前,激光腔等效为一个普通的平一凸非稳腔,由调Q速率方程出发。理论和实验证明,在相同的实验条件下,凸一ARR腔的激光输出能量大大高于普通的平一凸非稳腔的输出能量．利用多种泵浦能量进行系列实验,验证了结论的可靠性。     

非稳腔输出的一种简单分析方法

通常对非稳腔的振荡特性,需要用完整严格的衍射理论来描述激光的辐射。本文采用几何光学近似的方法,即射线矩阵的方法分析了非稳腔的振荡特性,用ABCD矩阵元给出输出光束特性、几何放大率及主模形成时间。从几何光学上保证腔输出具有最小发散角,以实现单横模运转。     

不同腔型Cr~(4 )∶YAG被动调Q激光器

以新型可饱和吸收体 Cr4 ∶ YAG晶体作为调 Q开关 ,在平 -凸非稳腔和平 -平介稳腔中实现被动调 Q运转 .分别获得能量为 70 .5m J和 2 9.7m J,脉宽为 2 3ns和 2 0 ns,能量起伏为 1.9%和 3.8%的调 Q单脉冲输出 .实验结果表明 ,非稳腔有利于输出能量和稳定性的提高 ,理论分析和实验结果相符 .     

不同腔型Cr4+:YAG被动调Q激光器

以新型可饱和吸收体Ｃｒ＾４＋,ＹＡＧ晶体作为调Ｑ开关,在平－凸非稳腔和平－平介稳腔中空现被动调Ｑ运转。分别获得能量为７０．５ｍＪ和２９．７ｍＪ,脉宽为２３ｎｓ和２０ｎｓ,能量起伏为１．９％和３．８％的调Ｑ单脉冲输出,实验结果表明,非稳腔有利于输出能量和稳定性的提高,理论分析和结果相符。     

高斯正支共焦非稳腔光束质量测量结果与分析

利用美国Spiricon公司生产的M2-200 Beam Propagation Analyzer(M2仪)测量了氙灯泵浦Nd:YAG的正支高斯非稳腔脉冲激光器的腔长变化对输出光束质量的影响。简要叙述了M2仪的使用方法和测量过程,介绍了几种评价光束质量的物理量。通过观测和分析,正支高斯非稳腔腔长的变化会影响输出光束的质量。实验中发现,当腔长为78 cm时光束质量最佳,此结果与理论值78.6cm很相近。误差主要来自两个方面:一是谐振腔内等效透镜主面位置测量不准确;二是腔内含有晶体棒时,腔长计算不精确。离焦比较大时光束质量明显变差,M2和发散角都很大;与腔镜的失谐灵敏度相比,高斯共焦非稳腔对腔长的失谐灵敏度小,失谐容忍度大。通过测量结果的对比得出,用M2因子评价光束质量是一个较好的选择。     

抗共振环提高调Q激光能量

在带抗共振环（ARR）的非稳腔Nd:YAG激光器中，将调Q材料Cr^4 :YAG晶体和LiF:F2色心晶体置于ARR中心，获得调Q单脉冲能量分别为86．1mJ。这一输出能量远大于相同实验条件下传统的平－凸非稳腔激光器，理论分析很好地解释了实验结果。     

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。     

双回流稳燃腔的实验研究

本文介绍了两种较好的稳燃腔结构参数;着重分析了第二种稳燃腔的冷热态试验结果;提出可供选择的稳燃腔特性参数。试验结果说明,双回流稳燃腔的内外烟气总回流量可达一次风量的30%,而整个燃烧过程的温度明显地高于一般的钝体稳燃装置。     

微波铁氧体有效线宽△H_(eff)的测量

本文提出采用反射式样品腔作为稳频腔,通过测试腔的谐振频率和反射系数求出有效线宽△H_(eff)。将谐振腔的品质因数Qo提高,和使谐振腔接近临介耦合以及适当加大样品体积,可以测试低损耗铁氧体样品的非共振区有效线宽。 讨论了微波场为非严格园偏振场时对测量有效线宽△H_(eff)的影响。     

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．     

激光二极管侧向泵浦的Nd:YAG激光器的热效应

分析了激光二极管侧向泵浦的Nd:YAG激光器的热效应、热分布及热焦距,采用传播圆的方法对等效三镜腔进行了分析,用稳腔法对热焦距进行了测量,分析了这种方法的优缺点.     

固体激光器谐振腔及其热稳设计

综述了透镜谐振腔的解析。介绍了一种热不敏感谐振腔理论,给出其精确解法和设计方法。分析了腔参数变化的影响,得到一些重要结论。用本方法设计了单模Nd:YAG激光器,实验发现了两个不同(?)值的热稳工作区,获得单模25W的输出功率,并得到与理论相一致的结果。     

热特性不匹配对固体激光器输出光束的影响

采用矩阵光学的方法对两级串接Nd:YAG激光器谐振腔进行了研究,分析了热焦距的差异对双棒串接固体激光器的输出光束基模模体积及光束质量的影响.结果表明:两支棒内模体积相等时,模式匹配较好,总的模体积较大.在匹配状态下,有效基模模体积及输出镜上光斑半径得到了较好的改善,输出光束的质量得到了较大的提高.     

两种典型双棒串接Nd∶YAG激光器谐振腔的分析

采用矩阵光学的方法对两种典型双棒串接Nd∶YAG激光器谐振腔进行了研究 ,分析了两种腔型的稳定区间和热焦距 f的关系 ,并推导出两种腔型的模体积计算公式 .在 f =0 .1 6m和 f =0 .5 0m两种情况下绘出了两种腔型的模体积与稳定区间的关系图 .结果表明 :谐振腔内棒的位置直接影响了腔的稳定范围和模体积 ,对两种典型谐振腔来说 ,等间距腔的稳定范围和模体积要大得多 ,在输入功率相同时 ,等间距腔的输出功率会更高     

光纤激光陀螺环形腔的优化设计

分析了有源环形谐振腔组成的光纤激光陀螺的精度与谐振腔特征参数的关系,采用单向泵浦光纤复合谐振腔结构的光学系统设计方案.在此结构上,对影响光纤激光陀螺理论精度的结构参数进行计算机数值仿真,详细讨论了系统参数的变化趋势对光纤激光陀螺理论精度的影响.初步仿真结果表明:选取合适掺铒光纤长度及泵浦功率可以有效提高理论精度,提高输入信号光强及选择合适的输出耦合器的耦合比,可进一步提高陀螺的理论精度.     

带反馈阑孔的非稳腔

在对带全反馈阑孔非稳腔实验研究的基础上,提出了部分反馈阑孔非稳腔方案,并对此腔作了细致的理论分析.     

AlGaInAs multi-quantum wells ring laser with optical coupling waveguides

Based on InAIGaAs multi-quantum wells epitaxy structure for Fabry-Pero laser diode, a multi-quantum wells semiconductor ring laser is realized using ICP dry etching process and polyimide planarization process, The laser is generated in a semiconductor resonator ring and is output by two coupled integrated bus waveguides. The ring diameter is 700μm and the width of the waveguide is 3 μm. The output optical power-current （P-I） characteristic and the wavelength spectra of the ring laser are measured using a fiber coupled to the cleaved facet of the bus waveguide. The threshold current of the device is 120 mA and the wavelength is 1602 nm at an injected current of 160 mA. In addition, the operation mode for the laser in the resonator ring is roughly discussed based on the P- I characteristic plot.     

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。     

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。