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 .     

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．     

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。     

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…     

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。     

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．     

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。     

谐振腔镜对高斯光束远场发散角的影响

利用变换矩阵和ＡＢＣＤ定律讨论了激光谐振空对高我束的变换,推导出高斯光束参数通过光腔输出镜的变换公式。并对热透镜腔,光束远场发散角等问题进行了讨论。     

高斯光束的计算机模拟

应用惠更斯 费涅尔原理推导出高斯光束的表达式,用ＢＡＳＩＣ语言编程模拟了高斯光束在谐振腔中的动态传输过程,并可通过动态传输的模拟,改变腔的参数,获得理想的高斯光束．     

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。     

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。     

具有内透镜效应的等效激光谐振腔

具有内透镜效应的激光谐振腔可以简化为等效激光谐振腔。讨论了具有内透镜效应的激光谐振腔的稳定性。     

激光谐振腔光场及远场分布的数值模拟系统

利用数值迭代法和有限元法,对激光圆形镜球面谐振腔的光场分布及远场光束进行数值求解。采用Matlab编写了具备图形化用户界面(GUI)的功能全面的激光谐振腔模拟系统,系统可以选择和设置谐振腔类型及谐振腔参数等。系统运行后给出谐振腔内光场达到稳定状态时的渡越次数、腔镜上光场振幅和相位分布以及远场光强分布的三维图像。对输出镜反射率均匀分布以及输出镜反射率沿径向逐渐降低的激光谐振腔模式及远场光强分布进行模拟并做了对比分析,结果表明,输出镜反射率变化的激光谐振腔模式形成较快,远场光强分布更集中。     

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.     

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.     

多元件光学谐振腔的等价腔分析法

本文讨论了多元件光学谐振腔的g′—,g″—,g~*—和G—参数等价腔,指出其等价性的意义,并将多元件腔的反射镜处光斑半径、腰斑、腰斑位置、光束发散角和失调炅敏度等参量用等价腔的参数表示出来。     

谐振腔参数对激光输出的影响

光学谐振腔作为激光器的重要组成部分,为激光振荡提供正反馈。谐振腔的参数直接影响激光的输出特性,如输出功率、频率特性、光强分布(模式)以及光束发散角等。本文通过实验分别对不同激光器的谐振腔参数进行改变,利用实验数据和结果进行分析,得出激光器最佳输出的谐振条件。     

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。