激光窗口热透镜效应对光束质量的影响

 分析了高功率激光通过窗口时,引起的窗口热透镜效应及其对激光光束质量的影响。用冲量定理方法,推导了二维热传导方程的广义傅里叶级数解,然后按照平面热应力问题,运用有限元方法数值计算热变形。考虑热变形、折射率随温度变化,忽略光弹性效应,解出出光面的波前相差分布,讨论了远场光束质量。以空心环形光束为例,计算了熔融石英(SiO₂)和白宝石(Al₂O₃)两种常用窗口的温升分布、热变形、波前相差和光束质量,分析了冷却、辐照时间、光强分布的空间梯度和各种材料参数对光束质量的影响。     

激光窗口热透镜效应对光束质量的影响

分析了高功率激光通过窗口时,引起的窗口热透镜效应及其对激光光束质量的影响。用冲量定理方法,推导了二维热传导方程的广义傅里叶级数解,然后按照平面热应力问题,运用有限元方法数值计算热变形。考虑热变形、折射率随温度变化,忽略光弹性效应,解出出光面的波前相差分布,讨论了远场光束质量。以空心环形光束为例,计算了熔融石英(SiO2)和白宝石(Al2O3)两种常用窗口的温升分布、热变形、波前相差和光束质量,分析了冷却、辐照时间、光强分布的空间梯度和各种材料参数对光束质量的影响。     

可自适应补偿热透镜效应的固体激光谐振腔

提出了一种新的固体激光器的谐振腔结构,其主要特点是,在腔内引入一较短焦距的固定透镜,并将激光介质,即焦距可变的热透镜,置于它的焦点处,组成一特殊的两透镜组.利用变换圆图解方法分析表明,该透镜组具有光学‘镇定器’的作用;利用这种谐振腔,通过自适应地轴移调节一个腔镜,可以解决较大功率固体激光器在热透镜效应大幅度变化情况下的基本光学模的动力学稳定运行;同时,保持激光介质及两端镜处的基模光斑尺寸不变.     

镜面瑕疵对激光光束质量的影响

在激光系统中,镜面平整度很大程度上影响了输出激光的光束质量。为了定量地评价镜面瑕疵对激光光束质量的影响程度,提出描述镜面瑕疵与空间光束相关程度的参数τ和镜面瑕疵对远端光场的影响参数δ。经仿真计算,研究了不同镜面瑕疵对激光光束质量的影响程度,得出影响参数δ和相关度τ的变化规律,即影响参数δ和相关度τ的内在线性关系。对于任意TEM₀₀模、TEM₀₁模和TEM₀₂模,此线性关系近似一致,具有普遍性。例如当瑕疵透过率为0时,对于3种模式的光场,δ随τ变化的线性曲线的斜率都近似等于1.8。     

固体激光器热透镜效应的调控

利用工作腔的热透镜模型, 分析了有激光发射下固体激光器的谐振腔配置对热透镜效应和稳定区的影响, 论述了通过改变谐振腔配置调控热效应的可行性.实验上, 使用一台Nd: YAG激光器对理论作了验证, 实现了对热透镜光焦度及稳定区分布的调控.     

端面抽运固体激光器热透镜效应的实验研究

提出一种易于实现、对激光器本身没有干扰、高空间精度、可实时测量介质热透镜的干涉测量方法. 并利用此方法全面研究了端面抽运Nd:YVO4激光器的热透镜效应,为认识激光介质的热效应和设计此类激光器提供了参考. 关键词：热透镜端面抽运固体激光器     

光学薄膜测量时平顶光束激励的表面热透镜理论模型

推导了调制的平顶光束激励下基于Fresnel衍射积分的表面热透镜理论,通过数值模拟,比较了平顶光束和高斯光束激励下样品内部温度场、表面形变场和探测光衍射信号的径向分布,分析了影响表面热透镜信号的实验参数.结果表明,在最佳探测位置,平顶光束激励下的表面热透镜系统比相同情况下高斯光束激励下的灵敏度高,最高时约2倍,更有利于薄膜吸收测量.关键词：表面热透镜光学薄膜平顶光束     

激光热透镜效应及其等效焦距测量实验设计

基于共轴双光束干涉法设计了激光热透镜效应及其等效焦距测量装置.使用厚度约为200μm的薄酱油层样品作为观察热透镜效应的介质,将其置于半导体激光器的汇聚点上,可以在光屏上观察到同心衍射圆环,定性演示激光热透镜效应,并对热透镜的等效焦距进行定量测量.实验结果显示:薄酱油层在半导体激光照射下产生的热透镜效应可等效为凹透镜;基...     

端侧面组合抽运DPL热透镜效应研究

通过数值计算发现：在端侧面组合抽运DPL中,晶体横截面上的温度分布接近于轴对称分布,并且端面抽运功率占有率越大,温度分布越接近于轴对称分布。将端侧面组合抽运DPL中的热效用等效薄透镜近似,给出了等效热透镜焦距的计算方法,分析了组合抽运引起的热透镜效应对基横模振荡光的光斑尺寸和衍射损耗的影响。在总抽运功率一定的情况下,端面抽运功率占有率的变化对热透镜焦距有一定的影响,占有率越大,热透镜焦距越长。提高端面抽运功率占有率,可在一定程度上减小热透镜效应对振荡光束尺寸和衍射损耗的影响。