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．     

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.     

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。     

半导体激光器激光光束的研究

分析了半导体激光器的特征,从激光束的半宽度和激光光束发散角两个方面分析了高斯光束的结构特性,研究了激光束通过薄透镜的变换规律,求出会聚后高斯光束腰的宽度和位置,根据束腰位置与焦距的大小关系讨论了高斯光束的聚焦问题.研究了利用柱面透镜对激光光束的准直整形实验原理及实验装置、方法,在此基础之上讨论了激光光束发散角的测量方法.     

脉冲染料激光腔的线宽和选择频率

本文提出一种计算脉冲染料激光腔频率特性的新方法，并用以对包括有单光栅、双光栅、标准具和谐振反射器等选频元件的几种典型腔进行了研究。计算出线宽随光栅照射条纹数、谐振反射器光学厚度等变化关系。用氮激光泵浦的染料激光器对理论进行了验证，理论和实验符合。     

外延腔铜蒸气激光器用于飞秒光脉冲放大系统

实验研究了外延腔铜蒸气激光器（ＣＶＬ）的输出特性。利用延长腔长方法压缩ＣＶＬ脉冲宽度及光束发散角，得出脉宽及光束发散角随腔长变化规律。找出ＣＰＭ染料激光放大器的ＣＶＬ最佳运转状态。     

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。     

基于嵌入式的激光光束质量的测量与控制

本文提出了一种嵌入式激光光束质量参数自动化测量系统。该系统选择混合式步进电机组作为执行机构来获取束腰位置;采用面阵CCD多点探测激光光斑的图像信息,实时计算激光光斑的质心和光强以及光束的束腰宽度和束腰角等参数。     

高斯光束光学参量的测定和计算

在激光通讯,光导,激光加工等应用中,为了正确地选用光学系统,恰当地进行光束模式匹配,以及在分析激光测量仪器的精密度等方面,都必须掌握激光器输出光束的光学参量。本文介绍高斯光束的参量及其测定和计算方法。一、高斯光束的光学参量稳定激光腔振荡基模(TEM。。)的横向幅度按高斯分布,其波前是球面。高斯球     

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.     

含负折射率光学透镜传感器

基于激光光线传输矩阵,研究了高斯光束通过不同折射率透镜后,出射光波束腰位置,出射、入射束腰半径大小之比同入射光波束腰位置的定量关系,结果表明:入射光束束腰位置和透镜折射率均可影响高斯光束的输出光学参量.在此基础上,设计了一种光电传感器用于检测蔗糖溶液浓度,定量研究了溶液浓度和出射高斯光束腰位置的对应关系,相关统计参量表明这类传感器可以实现对溶液浓度的高精度测量.     

碎石用灯泵染料激光器

简要分析了染料的激光机理．根据碎石对激光参数的要求,通过采用强预燃泵浦技术和新型的长灯、长腔、长染料池结构等技术措施,研制出激光碎石样机．该样机输出脉冲宽度１．５μｓ,重复频率５Ｈｚ,Ｒｈ６Ｇ脉冲能量大于２００ｍＪ,Ｃ５０４染料为７８ｍＪ．     

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。     

闪光灯泵浦多重染料激光器

研究了染料体系的光谱转换率、热效应和多重染料对灯泵染料激光器输出的影响；通过计算施主和受主的光谱转换率，得出系统中施主和受主浓度都低的结论；提出了分离施主和受主是使用多重染料的最佳方案．实验表明，分离Ｃ６－Ｒ６Ｇ体系比单独Ｒ６Ｇ体系激光输出高２．６倍，而分离三重染料体系又比分离Ｃ６－Ｒ６Ｇ体系使激光输出提高１．８倍，理论计算与实验结果相符．     

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.     

光纤环形腔的腔长调制速率限和应用

从理论上导出了有线性腔长调制时光纤环形腔的输出特性,首次得到了腔长调制速率限的定量公式,并给出了调制速率大于速率限时腔的有效带宽与调制速率之间的关系．计算结果表明：当调制速率大于速率限时,腔的输出特性出现振铃和不对称．讨论了它在光纤环形腔陀螺中的应用．     

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。     

毫微秒脉冲染料激光器的偏振运转特性

本文提出了一种设计偏振运转毫微秒脉冲染料激光器的方法。它不需要在腔内插入任何附加的偏振器(起偏器),而祗要通过正确选择调谐腔的组成元件及腔长或(脉宽)等参数,利用受激染料分子的扩散再定向作用,即可获得线偏振的可调谐激光输出。文中用一偏振比时间函数公式ρ(t)同弱光场分量相对寿命τ_s来描述这种激光器的时间偏振特性,从理论上分析了实现自动全偏振运转的可能性与条件,并对几种典型的脉冲染料激光器进行了各种实验研究。     

激光器纳米测尺原理

以笔者发现的激光频率分裂、模竞争、腔调谐等双折射双频激光物理效应，研制成激光器纳米测尺。激光器自身就是纳米量级位移传感器，利用腔内双折射元件把一个激光频率分裂成2个频率（⊥光模和∥光模）；当一腔镜沿激光器轴线移动并使这两个频率扫过激光增益区时，强烈和中等程度的竞争交替出现，把出光带宽分成3个等宽区间；合激光纵膜间隔为出光带宽的4/3时，在腔镜移动第一个λ/8波长内强竞争使⊥光模抑制掉∥光模，第二个λ/8波长内中度竞争使⊥光模和∥光模可一起振荡，第三个λ/8波长内强竞争使∥光模抑制掉⊥光模，第四个λ/8波长内⊥光模∥不振荡，激光器无光输出；4种状态重复一次，反射镜移动λ/2，计算出状态数，可知腔镜位移。由4个区域光偏振各不相同来判断腔镜位移方向。腔镜经一个机械测杆和被测物接触，实现被测物位移测量。测量范围已达15mm，分辩率79.08mm，线性度5×10-8，重复性2σ优于0.314μm。该成果是激光技术和精密计量两领域交叉融合取得 的自主原创性、有重要意义的突破性进展。