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．     

铷频标中多层介质加载微波腔TEo模的谐振特性

采用模匹配法对铷原子频标中多层介质加载圆柱谐振腔TEo模的谐振特性进行了分析.通过计算多种填充复杂结构介质的圆柱谐振腔的谐振频率并与已有结果相对照,验证了该方法的正确性,在此基础上分析了影响谐振频率的一些主要因素.采用的方法精确、有效,其结论对于原子频标中谐振腔的设计及介质加载谐振腔理论的完善具有一定的理论指导价值.     

铷频标中多层介质加载微波腔TE0模的谐振特性

采用模匹配法对铷原子频标中多层介质加载圆柱谐振腔TE0模的谐振特性进行了分析．通过计算多种填充复杂结构介质的圆柱谐振腔的谐振频率并与已有结果相对照，验证了该方法的正确性，在此基础上分析了影响谐振频率的一些主要因素．采用的方法精确、有效，其结论对于原子频标中谐振腔的设计及介质加载谐振腔理论的完善具有一定的理论指导价值．     

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器的原理与应用

光泵浦半导体垂直外腔面发射激光器(OPS-VECSEL)是二极管泵浦的多量子阱增益介质半导体激光器。近年来,光泵浦垂直外腔面发射激光器作为半导体能带工程的新成果,在理论和实验方面均取得了令人触目的进展。该器件具有较高的输出功率、卓越的光束质量和紧凑的结构。薄片式的激活介质避免了棒状介质的热透镜效应,周期性共振增益(PRG)结构提高了多量子阱内的受激辐射截面,分布布拉格反射器(DBR)减少了谐振腔的损耗。相对于晶体棒作激活介质的固体激光器来说,这种新型激光器可以通过半导体能带工程提供更加广泛的波长选择范围。它克服了电泵浦边发射和电泵浦面发射半导体激光器的限制,可以提供近衍射极限的基模或TEM01模的圆形光斑。     

铷原子频标中微波腔HE_(111)模的谐振特性

采用模匹配法对铷原子频标中圆柱谐振腔HE_(111)模的谐振特性进行了理论分析。通过计算几种填充复杂结构介质的圆柱谐振腔的TE_(011)模的谐振频率,并与仿真结果相对照,验证了该方法的正确性。在此基础上,对腔泡位置、长度对HE_(111)模的谐振频率的影响进行了分析。其结论对于原子频标中谐振腔的设计及介质加载谐振腔理论的完善具有一定的理论指导价值。     

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.     

空心光束在损耗和增益介质中的传输特性

从复数波数定义和广义惠更斯-菲涅尔积分出发,推导出空心光束在介质中通过旁轴ABCD光学系统后的一般传输公式。在此基础上,结合光强二阶矩方法,给出了相应的一般束宽变换公式。通过数值分析研究了介质传输场中强度分布和均方根束宽的变化特点。研究结果表明,空心光束在增益或者损耗介质中传输时,当其为增益(损耗)介质时,会增强(衰减)光束的强度;但对均方根束宽却没有太大的影响。     

部分相干电磁光束在线性增益(损耗)介质中的传输特性

根据Wolf提出的电磁光束模型和部分相干光理论,以电磁高斯-谢尔模型光束为例,推导出光束在线性增益(损耗)介质中传输的交叉谱密度矩阵,研究介质传输场中强度和偏振度的变化特点.研究结果表明,任意电磁光束在线性增益(损耗)介质中传输时,当其为增益(损耗)介质时,会增强(衰减)光束的强度;但对偏振度却没有太大的影响.波数实部Kr越小,轴上偏振度越大;相干长度δyy越小,轴上偏振度越大.当光源处的相干长度δxx与δyy取值相同时,尽管传输距离不断增大,光束在传输过程中的偏振度不发生变化.光源处的偏振度P(0)越大,轴上偏振度也越大.     

非均匀覆盖层谐振腔天线设计

提出了一种非均匀覆盖层谐振腔天线设计方法.通过构造反射系数幅值随天线口径面位置变化的函数来实现谐振腔天线覆盖层的非均匀化.使用金属化过孔作为周期结构覆盖层的谐振单元,分别设计出满足反射系数变化的变谐振单元长度和变过孔直径的两种非均匀覆盖层谐振腔天线.它们的阻抗特性、方向图和增益,同具有等反射系数变化规律的非均匀介质覆盖层谐振腔天线一致.结果表明,覆盖层的反射系数变化规律是非均匀覆盖层谐振腔天线的决定因数.设计出的两种非均匀覆盖层谐振腔天线实测|S_(11)| -10dB阻抗带宽均大于8%,增益均大于18dBi,同时在阻抗带宽内增益相比峰值增益下降均小于1.5dB.     

用 H_(oll)~o 模谐振腔微扰技术测量介质的复介电常数

利用磁耦合的 H_(011)~0模高 Q 值圆柱形谐振腔微扰技术,可以减小样品放置位置的附加效应,故在一般条件下可提高测量介质复介电常数的精度,所用测量仪器较少,操作简便.在微波频率下,介质的介电常数变为复数,即(?)(1)根据谐振腔的微扰理论及 H_(011)~0模的场结构,并考虑到介质的磁导率 μ≈μ_0及腔的 Q     

环激光中Langmuir流效应的理论分析

增益管中气体的流动是激光陀螺中的一项主要误差源。本文定量地讨论了在增益管中激活原 子和非激活原子的流动所带来的反向行波频差的漂移。前者是由于激活原子的流动引起反向行波 增益曲线的分裂，再由于模牵引、推斥及辐射捕获效应的差值而引入的。本文绘出在三阶理论下 的Ｌａｎｇｍｕｉｒ流的理论公式及计算值。用统计的方法处理了高斯光束通过增益场和流速场时的频差 漂移。并给出各种情况下的计算公式。     

椭圆谐振腔谐振模式场分布的计算

通过分离变量的方法,利用椭圆谐振腔所满足的边界条件,得到椭圆谐振腔内所有模式的电磁场分布的解析表达式,由此可判断TM_(010)~e模和TM_(111)~e模是椭圆谐振腔的2个最低模式,从而得到这2个模式的场分布的解析表达式.通过数值计算,给出椭圆谐振腔中2个最低谐振模式TM_(010)~e模和TM_(111)~e模在某一横截面的场分布图,这对形象直观地认识椭圆谐振腔中电磁场的分布,把握椭圆谐振腔各式模的特性具有重要的意义,计算结果为椭圆谐振腔的设计提供理论依据.按照同样的方法可计算其他模式的场分布图.     

光束振幅与Z无关时光束参数与介质参数之间关系式的推导

用麦克斯韦方程的解,对二阶介电常数在可正可负时,进行理论推导.证明了当二阶介电常数大于零时,介质是增益的.并由此得到高斯光束的一个振幅与Z无关时,光束参数与介质参数之间存在着一定的关系.     

输出镜对三棒串接固体激光器的影响

采用矩阵光学的方法,分析了输出镜对三棒串接固体激光器输出光束的影响.对谐振腔的两种腔型进行了研究,得出了其稳定区间.结果表明:输出镜的位置影响了三棒固体激光器的稳定范围和模体积,进而影响了输出功率.等间距放置的模体积相对较大,在输入功率相同时,输出功率也较大.分析表明输出镜的位置也影响了输出光束的光斑半径、远场发散角,并得出了光斑半径和远场发散角与输出镜位置的关系图象.     

一种输出无衍射光束的金属环状波导激光器的光场特性

介绍一种输出无衍射光束的金属环状波导激光器,以横向电(TE)模为例详细分析了金属环状波导谐振腔内的电磁场分布,耦合损耗,输出光束近、远场特性.通过几何光学分析了产生无衍射光的原理,计算了无衍射光的相关参数.由衍射积分理论分析和模拟了输出光束的光强分布特性,所得分析结果与几何光学分析是一致的.结果表明,该器件能够输出无衍射光束.     

Nd:YAG激光器横模选择的实验研究

本文用简单的方法测量了Nd:YAG棒的热焦距和小信号增益系数;提出了Nd:YAG连续激光器选择基横模的有效设计方法,并对这种选模技术作了实验研究,最后从理论和实验上证实,采用平—平腔加小孔尤阑选择基横模,必须根据热焦距和小信号增益系数正确设计谐振腔参数,否则加小孔光阑是徒劳无益的。     

光学谐振腔

光线在两镇间来回不断反射的腔叫做光学谐振腔、腔是由平面镜、凹面镜、凸面镜的任何两块镜的组合，构成各种类型光学谐振腔。腔的一个作用是提供光学正反馈（与光轴平行的光），以便在腔内建立和维持自激振荡。腔的另一个作用是控制振荡光束的特性。由于激光束的特性与光腔结构有不可分割的联系，因而可以用改变腔参数的方法，来达到控制光束特性的目的：①通过腔的适当设计和采用特殊的选模措施，可以有效地控制腔内实际振荡的模式数目，提高光子简并度，获得单色性好，方向性好的相干光；②调节腔的几何参数，可以直接控制光束的横向分布…     

全光纤激光器中光栅作为腔镜的特点研究

选用介质膜作谐振腔镜,光纤激光器就缺乏有效的选频机制,使得输出激光线宽较宽,纵模频率和输出功率不够稳定;而光纤光栅作为激光器的谐振腔镜,可以得到稳定的窄线宽激光输出.通过对光纤光栅的形成机理和布拉格光栅选频原理分析,得到双布拉格光纤光栅线型谐振腔的理论.光纤光栅谐振腔的长度与光纤光栅中心波长满足S=(2m-1)λmax...     

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。     

腔内非均匀增益对DF化学激光器本征模式特性的影响

通过对氟化氘(DF)化学激光器腔内气动流场的分析,建立了包括小信号增益系数分布和折射率起伏分布的非均匀增益分布模型,进而分析了化学激光器腔内非均匀增益分布对其模式特性的影响。采用增益介质多层分布法和Fox-Li迭代法,计算了具有非均匀增益分布的DF化学激光器有源腔本征模式分布,并利用功率谱密度(PSD)及 Zernike 像差系数对无源腔以及有源腔本征模式的相位特性进行了比较分析。研究结果表明：DF 化学激光器腔内非均匀增益特性会引起其本征模式分布不均匀性和波前相位高频比例的增加,进而导致激光器输出光束的光束质量明显下降。