多色高斯光束照射下透镜轴棱锥的聚焦特性

从菲涅耳衍射积分公式出发,推导多色高斯光束被球差透镜衍射后光强分布的解析公式,进行数值模拟和物理分析.结果表明,光谱半宽σ小的多色高斯光束照射透镜轴棱锥时,不同观察面的光强分布均为J20的形式.随观察平面远离透镜轴棱锥,横向光强第1零点半径逐渐增大;但当σ取值较大时,横向光强分布不再是J20的形式,且横向光强的零点不再明显.对于轴上光强而言,多色高斯光束提高轴上光强分布的均匀性.     

另类非傍轴TM高斯光束的传输解

当激光束的横向光斑尺寸是波长量级甚至是亚波长量级时,傍轴近似失效,必须采用非傍轴描述.高斯光束作为球面激光腔的横基模,迄今为止已提出很多方法来描述非傍轴条件下的高斯光束.赫兹矢量呈高斯分布的另类非傍轴TM高斯光束,是麦克斯韦方程组的高斯波解,是共焦腔和半共焦腔的本征值.为了进一步分析其传输特性和指导应用,在近场将另类非傍轴TM高斯光束的积分解表示成f的幂级数形式的级数解,并退化到傍轴条件给出了傍轴解.所给出的级数传输解对传输距离和初始高斯半宽度有一定的适用范围.在远场利用静止位相法给出了解析的光场,同时对另类非傍轴TM高斯光束的源分布和传输强度分布作了计算和分析,显示了其与一般非傍轴高斯光束的差异.     

无衍射J_0光束的横向分布特性的分析

利用衍射积分理论,导出平面波通过轴棱锥后的横向光场的分布特性,数值模拟了无衍射J0光束横向光强的分布。实验采用了氦氖激光器作为光源,利用体视数码显微镜即一个体视显微镜加上一个数码相机来得到输出光斑图,并利用matlab将结果进行了进一步的分析。通过实验的验证显示氦氖激光光束通过轴棱锥后产生的光束电场强度的横向分布很集中,中心光斑的能量最强,呈现理想的零阶贝塞尔光,与理论非常吻合。     

反射式大功率CO_2激光功率测试仪

大功率CO_2激光器的功率测量关键在于大功率激光光束取样杆应在不影响光束工作条件下取样测量激光光束功率,被测量的激光功率可高达上万瓦.在研制反射式取样功率计过程中,重点考虑在保证测量精度及稳定性条件下,尽量使仪器成本降低.反射式的光学系统可以减少加工费用;反射口径可做得比较大,适用于大口径激光束测量,同时反射镜重量轻.另一方面,采用自行设计与研制的温差多接点热电堆探测器,不仅成本低而且     

激光光束质量参数测量中的奇异值分解

基于奇异值分解拟合双曲线方法, 对激光光束质量参数进行测量. 通过分析激光光束质量参数测量中应用正规方程组拟合双曲线的优缺点, 给出采用奇异值分解拟合激光光束束宽变化双曲线的拟合优度判断方法, 并对比了奇异值分解和正规方程组两种双曲线拟合方法的拟合精度. 结果表明, 在激光测量中, 用奇异值分解方法拟合曲线, 在曲线拟合精度和曲线拟合优度上均取得较好效果.     

基于MATLAB的激光光束强度花样图及概率图的绘制

针对He-Ne激光器的激光输出存在多种振荡模式,不同模式下的激光光束强度不同。通过采集实验数据,得到在不同缝宽下不同振荡模式的激光光束的强度分布,利用MATLAB软件模拟出He-Ne激光光束光强分布的四种强度分布图和激光光束的概率分布云图。其中光强分布图可以直观、清晰地展示出激光光束的模型,而概率分布图则可以生动、形象地展示出激光光强的分布。     

平顶高斯光束谐波场的横向分布

对平顶高斯光束用于倍频和混频后的谐波场场强分布进行了理论计算,模拟了相同基波峰值强度下,不同阶数和不同偏振分量比的平顶高斯光束在长度为5mm的非线性晶体CsLiB6O10上的Ⅰ类、Ⅱ类倍频光场及Ⅱ类混频光场的横向分布曲线,并将其与基波场分布进行了比较,得到了谐波场仍为均匀平顶分布形式,但出现了横向光斑压缩现象,且基波光束的阶数愈高,横向压缩现象越弱;阶数相同,偏振分量不同的基波产生的谐波场光斑大小基本相同,但光场强度不同。     

多能场微射流水导激光加工研究发展概况

微射流水导激光加工属于一种多能场复合激光加工技术.该技术利用加工激光耦合稳定压力微射流,改变激光能量分布为平顶高斯光束,并对加工断面进行冷却、冲刷.稳定的小流量压力去离子水射流导引激光柔性延伸加工焦点,改善加工激光能量分布的同时实现去屑、冷却,使得其轴向加工质量、精度得到提高,并提高激光轴向加工能力.本文介绍并阐述了该加工装置及设备研发的若干关键因素:激光全反射入射角度的选择、光束质量、模式、聚焦位置及激光与水射流的耦合精度.对比了该技术与超短脉冲激光(飞秒激光)的加工特点.阐述了微射流水导激光适当控制激光加工热量,控制激光加工方向,适用于高质量大深径比(约10-100)的深孔、槽、缝的场合以及一些低k绝缘材质,硬质合金、SiC、GaAs、聚晶金刚石等材质的高附加值对象场合.     

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.     

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.     

连续波强激光传输的研究

进行了千瓦级连续波ＣＯ２强激光传输的实验研究，传输距离分别为５０ｍ，８０ｍ和１００ｍ，接收到的远场花样中衍射次极大出现了不连续分布。通过远场强度分布的数值模拟对实验结果进行了定性的解释。研究结果为进一步深入研究提供了有益的资料。     

连续强激光稳态热晕效应的数值模拟研究

采用数值模拟的方法,研究了强激光在大气传输过程中产生的稳态热晕效应.计算和分析了有风时稳态热晕效应对轴上光强以及远场能量分布的影响.结果表明,Nc越大,热晕效应越明显;在线性衰减、由横向风引起的散焦和扩散以及自聚焦的补偿的作用下,光束在垂直于风的方向上显著地扩展并聚焦;若不考虑衍射效应,准直光束在风的方向上聚焦,光斑横向尺寸扩展,且光斑分布呈月牙形.     

双色散楔对宽带激光束传输的平滑效应

运用惠更斯菲涅耳衍射积推导了宽带脉冲激光通过双色散楔的传输方程,并将双色散楔与单色散楔对宽带激光束的平滑效应进行了对比。结果表明,单色散楔和双色散楔对宽带激光束传输都有很好的平滑作用,色散楔顶角θ越大,光强横向分布越均匀;单色散楔引起脉冲的前沿和后沿失真,双色散楔可以克服这种不足,同时保持输出光束的传输方向也与输入光束的方向平行。     

激光质量测量的自适应衰减控制技术研究

针对激光光束质量测量的激光光强高精度控制问题, 提出一种自适应衰减调节激光光强度的方法。该方法基于单片机控制算法, 利用PC机反馈的光斑图像灰度差值计算得出激光光强需要衰减的倍数, 并通过衰减轮电机控制两组衰减片组合完成对激光光强度的自适应控制, 实现了成像系统闭环控制激光光斑强度, 从而快速、 准确地得到特定光强度的激光光斑图像。实验结果表明, 该方法与以往衰减控制相比,能准确地得到高精度灰度值激光光斑图像, 激光光束质量单次测量时间为5 s, 系统测量时间为3 min。     

高功率半导体激光器阵列远场光束特性研究

为研究高功率半导体激光器阵列(HLDA)远场光束分布和传输特性,基于亥姆霍兹方程的远场解,提出HLDA的远场分布模型.实验表明:测试数据与理论模型吻合很好,在95%能量分布区域内,HLDA理论模型拟合测量数据的误差小于5%.基于该理论模型,仿真分析了HLDA光束截面光强分布、传输中心轴光强分布、光束束宽等特性.     

Bessel光束经柱透镜的衍射光场

基于空间域中的广义惠更斯-菲涅耳衍射积分理论,导出Bessel光束通过柱透镜光强分布表达式,利用计算机模拟不同传播距离处的截面光强分布.利用轴棱锥产生Bessel光束,光束经过焦距为130 mm的柱透镜,用CCD拍摄柱透镜的后不同传播距离的处光强分布.结果表明:实验所得结果与理论模拟吻合,Bessel光束经柱透镜后将产生唇状焦散光束.     

矩形波导管均匀高斯光束的初步理论研究

波导管均匀光束能量分布是一种经济实用、方便可行的方法,在激光LIGA(德文缩写:深度X射线光刻、电铸成模、微塑铸)、激光微成型等新兴领域有着重要的应用,然而关于波导管均匀准分子、固体激光光斑能量分布的理论研究还没有成熟可靠的方法.本文提出了一种基于经典光线传播的均匀光斑能量的简单模型,探讨了一维高斯光束经矩形波导管后的能量分布均匀性问题,得到了波导管均匀光斑能量的表达式,阐明了经矩形波导管后光斑横截面能量分布与透镜、波导管尺寸以及输出截面的关系,为实验中波导管的加工、实验设计提供了理论依据和指导.