大功率LD抽运Nd:YVO4激光器热透镜效应对输出特性的影响

基于固体激光器的热透镜效应 ,讨论了热透镜效应对腔内高斯光束的变化以及对谐振腔稳定性的影响 .并通过实验给出了大功率LD抽运Nd :YVO4 激光器热透镜效应对输出特性的影响 .     

高功率热稳定基模运转激光谐振腔的设计

分析了设计基模运转的高功率连续固体激光器谐振腔的基本理论和原则,据此制定了设计内含热透镜的基模运转的热稳腔的基本步骤,并以Nd:YAG固体激光器为例,求出其最佳腔参数.     

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.     

低功率激光作用下的热透镜效应

采用COMSOL Multiphysics 5.5软件构建的模型研究了透镜焦距变化与激光功率变化的关系,利用理论分析设计实验方案并确定热透镜焦距计算公式.通过实验探究了低功率激光作用下的热透镜效应,实现了低功率激光作用下热透镜效应的可视化,测得酱油透镜为热凹透镜;使用刀口法测量激光半径,得到热凹透镜的焦距,实验相对误差为3.6%;以焦距为热透镜效应的强度参照量,得到热透镜效应的强度与光功率呈正相关关系.     

激光V型谐振腔的等价腔分析法

为了分析激光谐振腔的稳定性,选取广泛应用的V型腔作为研究对象,将V型折叠腔等效为含有透镜的三镜直型腔(共轴球面腔),然后采用*g-参数等价腔分析法,将三镜直型腔等价为不含透镜的共轴球面腔,进而考虑激光晶体的热透镜效应,采用多元件光学谐振腔等价腔分析法推导出热透镜效应下V型腔的g?-、g?-等价空腔.该方法形象地将V型腔与共轴球面腔联系了起来,有效地体现V型谐振腔中各参量之间变化关系,通过对热透镜效应下V型腔的g?-、g?等价空腔的计算,便可对V型腔的稳定性的影响因素进行求解分析,为激光谐振腔的分析和设计提供重要参考.     

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。     

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。     

氪灯侧面泵浦Nd:YAG激光器热透镜效应研究

对氪灯侧面泵浦Nd:YAG激光器的热透镜效应进行了分析,由实验得出热透镜效应的经验公式,并提出一些改进方案,在一定程度上减小了热透镜效应.     

基于热变形的SOG型菲涅尔透镜优化研究

由硅胶-玻璃材料制成的SOG型菲涅尔透镜在温度变化时会产生热变形,从而对聚光性能产生影响。为了研究如何通过优化措施减弱热变形对透镜聚光性能的影响,在采用有限元方法模拟计算SOG型菲涅尔透镜热变形的基础上,根据均匀优化方法以及改进型补偿色散优化方法设计出两种菲涅尔透镜;并巧妙地将透镜热变形(包括整体翘曲变形和齿环侧面的自由变形)的变形量转化后导入光路理论模型中,解决了热变形参数难于在光路模型得到表达的难题;并成功模拟出变形前后透镜的光斑能量分布。模拟结果表明:SOG型透镜两种变形对均匀优化方法设计的透镜聚光有较大的影响。变形前后光效率相差可以达到10%。同时发现,透镜两种变形对聚光的影响刚好相反。综合两种变形后,热变形对聚光影响减少。从而得出了使用补偿色散的设计方法,可以有效地抵抗热变形对于透镜聚光的影响的结论。     

热透镜效应对激光焊接模式及其过程稳定性的影响

热透镜效应是影响激光焊接质量的重要因素之一。本文描述了激光焊接的模式转变规律，实验测定了透镜焦距变化量与激光功率、激光作用时间的关系，研究了热透镜效应对焊接过程及焊缝成形的影响。结果发现，大功率激光焊接时，热透镜效应使聚焦透镜的焦距缩短并可能使焊接过程逐渐偏离预先设计的稳定焊接模式，从而导致焊接过程的不稳定和熔深的剧烈波动。并通过分析热透镜效应引起焊接模式转变的机理，提出了防止这种因热透镜效应引起的不稳定现象的措施。     

端面研磨Nd:YAG晶体棒热透镜焦距测量

主要分析和测量端面研磨凹面的Nd:YAG激光晶体棒的热透镜焦距。实验通过He-Ne光测试法,分别测量了不同功率下的端面研磨和未研磨晶体棒的热透镜焦距,并通过作图比较二者的热透镜焦距随泵浦功率变化情况,得出随着泵浦功率的增大,热透镜焦距逐渐减小的结论。文中对未研磨晶体棒热透镜焦距进行了理论和实验值的比较,曲线情况基本相符,故根据理论计算出补偿热透镜效应所需要的晶体棒的研磨半径。由于通过理论计算得出的研磨半径在实验过程中出现了出光阈值高,输出功率降低等一些现象,不利于生产的需要,故在实际经验的指导下,增大了晶体棒的研磨半径。结论指出端面研磨晶体棒的方法在一定条件下能对激光晶体棒的热透镜效应进行补偿,对大功率固体激光器的研发有一定积极作用。     

双端热透镜Z型固体激光腔图解分析

采用传播圆图解方法研究了具有双端热透镜的Z型折叠固体激光腔的工作特性,得到了谐振腔各腔臂中的光模参数bt1,bt2,b2及光斑尺寸wt1,wt2,w2随激光介质的热动力参数1/ft1及1/ft2的变化关系;结果表明通过合理选择参数可对腔的热稳定范围及基模光斑尺进行调控,其关键参数是对称的第1、3臂的长度l01 f1(或l02 f2),其值越小,腔的热稳定区越宽,同时激光晶体处的基模光斑越小.第2臂中的参数δ对热稳区宽度没有明显影响,但δ值越大,对应的光斑半径wt1及wt2也越大.     

激光棒的负透镜效应及其腔型补偿法

提出几种计算和测量激光棒负透镜等效焦距的方法。估算了在单次泵浦情况下由于激光棒内温升不均匀造成的热透镜效应。用等效薄透镜方法计算了这两种透镜效应的综合效应。根据此种综合效应设计出不同的激光腔型和共振腔参数做激光实验，使激光效率提高３￣５倍，发散度减小。     

无热透镜效应Z型腔的图解分析

针对半导体激光泵浦的YAG自锁模Z型谐振腔,利用光学谐振腔的传播圆方法,在不考虑热透镜效应情况下进行理论计算和数值分析,求出了输出光斑半径和腰斑半径.并通过MATLAB作图对两种情况下的稳区进行分析,得出了腔参数对稳区的影响:克尔介质的尺寸影响较小,折叠镜的曲率半径增大可使稳区右移并增大,腔长增加使稳区左移并变小.     

无热透镜效应Z型腔的图解分析

针对半导体激光泵浦的YAG自锁模Z型谐振腔,利用光学谐振腔的传播圆方法,在不考虑热透镜效应情况下进行理论计算和数值分析,求出了输出光斑半径和腰斑半径。并通过MATLAB作图对两种情况下的稳区进行分析,得出了腔参数对稳区的影响:克尔介质的尺寸影响较小,折叠镜的曲率半径增大可使稳区右移并增大,腔长增加使稳区左移并变小。     

横向双光束调制热透镜理论模型

提出了光强调制的横向双光束热透镜理论模型.利用积分变换法给出了样品内温度分布函数的表达式以及由温度场导致的探测光束在样品内的附加相位差.结合菲涅耳衍射理论,推导出热透镜信号表达式,并进行了数值计算与讨论.     

近场激光热透镜光谱法测定痕量磷的研究

利用He-Ne激光器（632．8nm)观测了孔雀绿－磷钼杂多酸离子缔合物的激光热透镜效应,建立了近场激光热透镜光谱法测定痕量的新方法。磷含量在0－80ng/mL范围内与热透镜信号强度成良好的线性关系，检出限为1ng/mL。该方法应已应用于河水、自来水和土壤样品中痕量磷的测定。     

热透镜检测多环芳烃蒽过程中的荧光去除研究

讨论了热透镜技术对紫外光作用下能产生荧光的物质多环芳烃蒽的检测，以蒽的苯－乙醇（1：4）溶液为研究体系，选用CH3I作为荧光淬灭剂，得出了淬灭后热透镜信号与蒽的浓度值之间良好的线性关系，论证了热透镜技术对蒽的浓度测定的可行性。从理论上计算了使用淬灭剂淬灭光的方法所增加的热透镜信号比例，它与体系的荧光量子产额有重要联系，研究中还得到一种测量荧光量子产额的简便方法。     

激光光声和热透镜光谱信号增强

进行了溶剂介质对于激光光声和热透镜光谱信号增强研究，探讨了液体光声传感器压电换能元件不同组合装配方式对信号增强的影响，表明了增强作用机理。这对于激光光声和热透镜光谱分析在分析化学中的应用、提高灵敏度，具有实际应用意义     

500W固体激光器光束质量的研究

分析了500W脉冲固体激光器输出光束质量差,激光器工作不稳定的原因,运用激光光学的相关理论和分析方法,研究了含热透镜腔动态工作特性。通过热焦距测试实验,得到500W脉冲固体激光器热焦距变化的函数关系,找出500W脉冲固体激光器稳定工作的最佳腔参数和稳定工作区域。