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。     

含热透镜多元件腔的热稳性

本文使用等价腔的方法,在热透镜主距h_i(i=l,2)可随热焦距变化的一般情况下推导出了合热透镜多元件腔的热稳条件,并将所得结果作了比较和讨论。     

一种测量CW Nd:YAG棒热焦距的简单方法

根据稳定腔g参数条件找到一种测量CWNd :YAG棒热焦距的简单方法 .用此方法分别测量了5mm× 1 0 0mm ,6mm× 1 0 0mm ,7mm× 1 0 0mm三种不同直径的YAG棒对不同输入功率下的热焦距 ,与传统的测量方法相比 ,这种方法简单、可靠、准确度高 ,适用于中小型CWNd :YAG激光器 .     

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。     

两种典型双棒串接Nd∶YAG激光器谐振腔的分析

采用矩阵光学的方法对两种典型双棒串接Nd∶YAG激光器谐振腔进行了研究 ,分析了两种腔型的稳定区间和热焦距 f的关系 ,并推导出两种腔型的模体积计算公式 .在 f =0 .1 6m和 f =0 .5 0m两种情况下绘出了两种腔型的模体积与稳定区间的关系图 .结果表明 :谐振腔内棒的位置直接影响了腔的稳定范围和模体积 ,对两种典型谐振腔来说 ,等间距腔的稳定范围和模体积要大得多 ,在输入功率相同时 ,等间距腔的输出功率会更高     

脉冲激光工作物质热焦距的测量

本文采用高斯光束的复参数形式,导出脉冲激光工作物质热焦距的表达式。提出脉冲激光工作物质热焦距的精确测量方法,并对其进行了讨论。     

两种典型双棒串接Nd:YAG激光器谐振腔的分析

采用矩阵光学的方法对两种典型双棒串接Nd：YAG激光器谐振腔进行了研究，分析了两种腔型的稳定区间和热焦距F的关系，并推导出两种腔型的模体积计算公式．在f＝0．16m和f＝0．50m两种情况下绘出了两种腔型的模体积与稳定区间的关系图．结果表明：谐振腔内棒的位置直接影响了腔的稳定范围和模体积，对两种典型谐振腔来说，等间距腔的稳定范围和模体积要大得多，在输入功率相同时，等间距腔的输出功率会更高．     

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。     

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.     

LD端泵Nd:YVO4固体激光器输出特性的实验研究

在不同腔反馈、晶体尺寸和掺杂浓度情况下，对LD端面泵浦平直腔Nd：YVO4固体激光器进行了实验研究．测量了晶体的热透镜焦距，在泵光功率21W时，实现了稳定的8．5W准基模输出，光-光转换效率40．5％，斜效率达到59．4％．     

激光二极管端面泵浦Er,Yb:YAB微片激光器的热效应研究

文章利用激光二极管泵浦Er,Yb:YAB晶体,实验获得290 mW的连续单横模1.5μm激光输出,激光转换的斜效率为8.5％.在此基础上,利用刀片法实验测量了Er,Yb:YAB晶体的热焦距随泵浦功率的变化关系,泵浦功率5W时,晶体的热焦距仅为10 mm,实验结果与理论预测基本相吻合.     

用激光为光源测量凹透镜焦距

介绍了一种用激光为光源测量凹透镜焦距的新方法。该方法不用任何辅助仪器，根据物方焦平面和副轴作图特点，直接读出凹透镜的焦距。实验显示，该方法操作简单，实验结果比较准确，相对误差仅为0．79％。     

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。     

应用激光闪光法测量薄膜材料的热扩散率

目的是将用于测量片状试样的热扩散率的激光闪光法推广至测量薄膜试样。应用 1 5纳秒脉冲 Nd:YAG激光及响应时间 0 .9微秒的 (Hg,Cd) Te红外探测器等建立了闪光法热扩散率测量系统 ,并应用此系统对微米量级厚度的不锈钢薄膜进行了测量。同时针对将激光闪光法应用于薄膜时所出现的问题 ,如激光的有限脉冲时间及有限吸收厚度效应 ,测量系统的滞后效应 ,以及增强红外吸收及辐射用表面黑化膜的影响进行了分析并提出了解决方法     

激光粒度仪中的短筒功率谱采集物镜设计

为了满足测粒范围要求，光学衍射式激光粒度仪需要配备多种焦距透镜，其中长焦距透镜会使 仪器结构庞大。提出一种正负结构的远距型功率谱采集透镜设计方案，其中前组固定，更换后组透镜实现焦距F500、F800和F1000的变化，系统筒长小于600mm，并给出设计结果。该透镜系统适用于多种焦距值切换的光学系统和仪器的小型化。     

新型精度射击激光模拟系统设计研究

针对目前激光射击模拟训练系统存在的诸多问题,提出了一套新型精度射击激光模拟系统设计方案。该方案将激光图像远距离成像与激光弹着点数字化自动判读技术结合起来,实现了激光模拟射击系统的紧凑化及便携式实用化设计。系统光学设计采用了高分辨率长焦且高摄远比(1∶2)系统,实现了远距离靶面图像信息的实时捕捉与同步数字化。数字图像传递至微机后再经过灰度化、二值化、光斑质心位置提取计算及中值滤波等算法处理,可以消除背景杂散信号干扰影响,同时确定弹着点位置。该系统具有设计方案新颖、原理简单可靠、精度高、无需专用靶、成本低等优点,具有很大的推广和应用前景。     

铝合金板材涂覆石墨前后的激光吸收率确定方法

针对铝合金板材表面涂覆石墨后激光吸收率的测量问题,利用高温热像仪、热电偶测温的方法,并结合有限元温度场分析的手段,对未涂覆石墨板材激光加热温度场进行了测量及有限元模拟,验证了有限元温度场分析的准确性,通过匹配板材涂覆石墨后板材背面温度场实测结果与仿真分析结果,拟合出了板材涂覆石墨后的激光吸收率。