多束高斯光束的相干叠加分析

采用Collins公式推导了入射高斯光束在输出场的场分布解析式，模拟了四束光在靶点相干叠加的强度分布，并分析了入射光束的位相差和离焦量对靶点光强分布的影响。     

轴对称折叠组合腔CO2激光器的实验研究

对轴对称折叠组合腔CO2激光器进行了相关的实验研究。主要用线图的方式研究了在两种不同混合气体比例条件下,输出功率与放电电流之间和输出功率与放电气压之间的关系。引入辅助气体xe后,输出功率有很大的提高,能够达到35％左右。根据模型结构的实际参数,运用数值计算的方法模拟画出其输出光强和光斑分布图。以三维5根、7根和9根放电...     

轴对称-折叠组合腔CO2激光器原理性实验研究

报道了轴对称-折叠组合腔CO2激光器原理性实验研究,激光器能在CW模式下成功运行。研究得到了激光器最佳的气体比率和气体压强。通过研究CO2激光器的不同方面,如激励门电压和输出功率等,发现它们随着放电电流的变化而变化。通过实验得到了激光光束的光斑和聚焦的实验光斑,并模拟了光强分布。激光器已经成功的组建、运行和调试,获得的最大输出功率为58 W。     

折叠-组合腔不同曲率输出镜近场光束分析

多维轴对称折叠组合腔由一个或多个折叠腔和一个共轴球面腔组合而成,共用一个平凹输出镜产生并合光束。为了得到更稳定、更高功率的激光输出,基于矩阵理论建立了基模高斯光束斜入射通过凹面镜的理论模型,并对输出光束的近场光强分布和光斑大小做了非相干并合和相干并合的数值计算和模拟。结果表明随着输出镜曲率半径的减小,光强峰值和光斑大小有轻微减小,稳定性更高。     

轴对称-折叠组合腔CO_2激光器原理性实验研究(英文)

报道了轴对称-折叠组合腔CO2激光器原理性实验研究,激光器能在CW模式下成功运行。研究得到了激光器最佳的气体比率和气体压强。通过研究CO2激光器的不同方面,如激励门电压和输出功率等,发现它们随着放电电流的变化而变化。通过实验得到了激光光束的光斑和聚焦的实验光斑,并模拟了光强分布。激光器已经成功的组建、运行和调试,获得的最大输出功率为58 W。     

相干高斯光束的符合成像和干涉

理论上研究分析了相干高斯光束的符合成像和干涉.导出了相干高斯光束的符合成像公式和符合干涉条纹公式,从这些公式可以看出符合成像和干涉是由于两条光路相应的汇聚投射引起的.符合成像和干涉条纹的质量及能见度可以同时很好.我们的结果表明纠缠光子对和相干高斯光束的符合成像及干涉的物理本质是不同的,相干高斯光束的符合成像和干涉的物理本质是光强的点对点投射,而纠缠光子对的符合成像和干涉的物理本质是双光子的振幅关联.     

余弦-高斯光束

提出一种新的可以较好地描写带有相位台阶光学谐振腔的模式的光束模型-余弦-高斯光束。这种光束是由两束高斯球面波的相干叠加形成的,其光束质量因子可以小于1。     

部分相干余弦-高斯光束

引入部分相干余弦-高斯光束,推导出部分相干余弦-高斯光束通过近轴ABCD光学系统的传输公式和M2因子,研究了部分相干余弦-高斯光束通过像散透镜的传输特性.结果表明,部分相干余弦-高斯光束的M2因子与部分相干余弦-高斯光束的空间相干参量和离心参量有关,但与透镜的像散系数无关.适当选取空间相干参量,离心参量或像散系数,在几何焦面处可得到类高斯、平顶和空心等不同的光强剖面,实现部分相干余弦-高斯光束的空间整形.     

三维轴对称折叠腔CO2激光器的位相锁定

在一新型三维轴对称腔CO2激光器的基础上提出了一种对此激光器位相锁定的方法。通过在输出镜后放置一具有反射和整形作用的凹凸镜,让作为输出注入光束的谐振腔优先起振。此腔输出的光束到达凹凸镜时被其反射。利用重新定义光斑半径的方法,证明此光束能够覆盖其他放电管输出的光束,根据几何光学,此光束能反射进入各个放电管。然后利用光子简并度的概念证明了反射光束能够控制腔内的本征模式,并且数值分析了注入锁定后腔内模式匹配。在反射注入锁定的情况下,给出了数值计算的光强输出及其模拟,结果证明经位相锁定后,激光器输出光束的质量有了很大的提高。     

部分相干余弦-高斯光束

引入部分相干余弦-高斯光束,推导出部分相干余弦-高斯光束通过近轴ABCD光学系统的传输公式和M2因子,研究了部分相干余弦-高斯光束通过像散透镜的传输特性.结果表明,部分相干余弦-高斯光束的M2因子与部分相干余弦-高斯光束的空间相干参量和离心参量有关,但与透镜的像散系数无关.适当选取空间相干参量,离心参量或像散系数,在几何焦面处可得到类高斯、平顶和空心等不同的光强剖面,实现部分相干余弦-高斯光束的空间整形.     

Experimental research on axisymmetric folded-combined cavity CO2 laser

Rationality and feasibility of axisymmetric folded-combined cavity CO₂ laser which is reported in this paper have been proved by principle experiments. The laser lays a foundation to manufacture higher power CO₂ lasers whose output power can easily reach 1 kW. Faculas at different positions in free space and facula of nine beams which pass through the beam focusing optics have been obtained. Analyses of the experimental results are made. These analyses lay a foundation for beam transformation, transmission and shaping.     

高斯光束的合成特性分析

 建立了矩形阵列高斯光束合成模型,采用数值模拟方法计算了光束间距、单元光束特性以及阵列结构等参数对非相干合成和同相位相干合成的远场峰值强度及光束质量的影响,描述了非同相位相干合成可能产生的结果,讨论了同轴与非同轴合成,相干与非相干合成的特点。结果表明：非相干和同相位相干合成时的光束质量随着单元光束的增多而变差,并且随着光束间距与单元光束束腰之比的增大而下降;而非同相位相干合成的结果较为复杂,可能产生完全相消干涉,合成光束“重心”离轴及束腰位置偏移等现象。分析认为：同轴合成可以获得最佳的光束质量,是值得采用的合成方式。此外,同轴相干合成优于非相干合成的充分条件是将单元光束之间的相位差控制在(-π/4,π/4)以内。     

高斯光束的合成特性分析

建立了矩形阵列高斯光束合成模型,采用数值模拟方法计算了光束间距、单元光束特性以及阵列结构等参数对非相干合成和同相位相干合成的远场峰值强度及光束质量的影响,描述了非同相位相干合成可能产生的结果,讨论了同轴与非同轴合成,相干与非相干合成的特点。结果表明：非相干和同相位相干合成时的光束质量随着单元光束的增多而变差,并且随着光束间距与单元光束束腰之比的增大而下降;而非同相位相干合成的结果较为复杂,可能产生完全相消干涉,合成光束“重心”离轴及束腰位置偏移等现象。分析认为：同轴合成可以获得最佳的光束质量,是值得采用的合成方式。此外,同轴相干合成优于非相干合成的充分条件是将单元光束之间的相位差控制在(-π/4,π/4)以内。     

Effect of defocusing thermal nonlinearity on Gaussian beam profile in Fabry-Perot cavity

We investigate numerically the steady-state transmission of a Gaussian beam through Fabry-Perot cavity containing liquid medium with the negative temperature nonlinearity. It is shown that multistability may appear in different ranges of the beam depending on the optical and geometric parameters of the resonator.     

Analytic design of an anamorphic optical system for generating anisotropic partially coherent Gaussian Schell-model beams

The analytic design of anamorphic optical system for transforming the coherent Gaussian beam of a He–Ne laser to a partially coherent Gaussian Schell-model beam with an anisotropic cross-section and an anisotropic degree of coherence is described. Design equations are formulated and some design examples are presented.     

Transmitting intensity distribution after a Gaussian beam incidenting nonnormally on a wedged Fabry-Perot cavity

After deriving the expression of the intensity of the transmitted beam for a Gaussian beam nonnormally passing through a wedged Fabry-Perot cavity, the influence of the wedged angle in Fabry-Perot cavity mirrors alignment at a different tilted angle on the transmission of a Gaussian beam has been investigated theoretically. Numerical simulations show that the incidental angle and the wedged angle in Fabry-Perot cavity mirrors alignment have an important effect on the intensity distribution, the peak intensity, and the position of the peak intensity of the transmitted beam.     

Spectral shifts of Gaussian Schell-model beams in passage through an astigmatic lens

Starting from the propagation law of partially coherent light, a closed-form expression for the spectrum of Gaussian Schell-model (GSM) beams propagating through an astigmatic lens is derived, which enables us to study the dependence of spectral shift of GSM beams on the astigmatism of the lens and spatial coherence of GSM beams both analytically and numerically. A comparison with the aberration-free case is made, and shows that the astigmatism affects the spectral behavior of GSM beams. Two special cases of the full coherence and incoherence are discussed and illustrated physically.     

Restoration of Decentered Gaussian Beam with the Combination of a Lens and a Gaussian Aperture

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　ＴｈｅＧａｕｓｓｉａｎｂｅａｍｉｓｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｓｈａｐｅｏｆｔｈｅｌａｓｅｒｗｉｔｈａｓｐｈｅｒｉｃａｌ ｍｉｒｒｏｒｒｅｓｏｎａｔｏｒａｎｄｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｔｏｄｅｓｃｒｉｂｅａｓｉｎｇｌｅｍｏｄｅｌａｓｅｒ.Ｉｎｔｈｅｐａｒａｘｉａｌａｐｐｒｏｘｉｍａｔｉｏｎ ,ｔｈｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｌｅｘａｍｐｌｉｔｕｄｅｏｆｉｔｒｅｍａｉｎｓｕｎｃｈａｎｇｅｄｗｈｅｎｉｔｕｎｄｅｒｇｏｅｓｔｈｅＦｏｕｒｉｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｏｒｔｈｅ…     

Spirally polarized axisymmetric Bessel-modulated Gaussian beam

Focusing properties of the spirally polarized axisymmetric Bessel-modulated Gaussian beam with quadratic radial dependence (QBG beam) are investigated theoretically by vector diffraction theory. Calculation results show that intensity distribution in focal region can be altered considerably by beam parameter μ and spiral parameter C that indicates polarization spiral degree. For certain real value μ, focal spot can evolve from one focal spot to one focal ring, spherical crust focal shape, then two focal rings on increasing spiral parameter C. It was found that under condition of different μ, evolution principle of focal pattern differs very remarkably on increasing C. And some novel focal shapes may appear, including rhombic shape, quadrangular shape, two-spherical crust focus shape, two-peak shape, one dark hollow focus, two dark hollow focuses pattern, triangle dark hollow focus.