准分子激光放大器中的三维放大自发辐射效应

发展了小纵横比条件下、具有圆柱对称性介质的高功能ＫｒＦ准分子激光放大器中，放大自发辐射效应的三维理论模型和计算程序。考虑自发辐射的频率分布效应以及侧壁表面反射效应。结果分析表明，当纵横比及入射负载均较小时，放大自发辐射对输出光束质量有较大的影响。     

用频谱分析法测量声光驻波调制器的调制度

从调制的基本概念出发，指出声光驻波调制器件为宽带频率调制型。讨论了调制度概念的成立条件和适用范围。理论上求出其成立条件为ｖ＜０．９（ｖ＝２πＬ△ｕ／λ为衍射光强Ｉ（θ，ｔ）中的自变量）。鉴于一般驻波型声光器件都是含有一定的行波成份，但行波声场和驻波声场在拉曼－奈斯衍射范围内衍射角均遵从ｓｉｎθｍｉ＝土ｍλ／，故两者在空间上是无法分开的。文中给出了从频域上测量调制度Ｍ的一种新方法。并给出了零级和一般衍射光的测量值。     

用薄层处理法模拟有源共焦非稳

 采用FFT方法和增益介质近腔镜簿层处理法研究了非稳腔下具有非均匀流动介质的高功率气体激光器的光束特性和光束质量,证实了该方法在小扰动、低放大率、低增益器件的腔型中是适用的。     

氧碘化学激光器中相位扰动的模拟研究

 建立了含相位扰动的1维流场3维物理光学负载光腔模型。选用折叠非稳腔，模拟计算了斜激波中心距光轴不同距离时以及不同强度的斜激波对腔内光场相位分布和输出功率的影响。研究表明激光输出光束质量与腔内激波的分布位置和激波的强度有密切关系，应该避免激波中心近光轴时的强扰动效应引起的光束质量退变。实验装置的计算结果再现了实验现象。     

近共振传能放热对氧碘化学激光器性能的影响

在氧碘化学激光器(COIL)中,O2(1Δ)与I的近共振传能反应是一个放热反应;它与水汽等的猝灭放热反应一样会对激射过程产生不利影响,而且是不可避免的。计算了猝灭放热效应对光腔气动特性输出功率的影响。得到了近共振传能放热的大小与粒子数反转和激射的光子数相关,即与光腔内的增益、光场强度分布成正比,故主要发生在激光器的上游区前半部分。模型计算表明,其影响程度大致相当于7%水汽所致的对氧碘化学激光器的影响。完善了氧碘化学激光器理论计算模型。     

COIL简化模型计算

 采用简化动力学、增益模型，分析了常规虚共焦非稳腔和含屋脊镜折叠非稳腔这两种腔型在COIL中的应用，计算表明，折叠腔在改善COIL近场光强分布均匀性和提高近场输出功率方面明显优于常规腔。     

腔镜热变形对非稳腔光场特性的影响

 研究了高功率气体激光器中谐振腔腔镜热变形效应。采用时间离散化方法，利用虚共焦折叠非稳腔3维物理光学负载模型和ANSYS热效应计算程序，将光腔稳态模式的快变过程与镜面变形的慢变过程耦合起来，研究了真实器件的腔镜变形和光场模式的相互作用；计算给出了16 s热变形下硅镜和石英镜面输出功率的下降程度和远场光束质量的退变程度：在16 s热效应下，硅镜实际光斑半径与理想光斑半径的比值变化小于1.5，而石英镜值变化达到4，可知长时运行下选用硅镜明显优越于选用石英镜。     

长时热变形下硅反射镜的参量选择

 以硅反射镜材料为例,对长时热变形下镜面吸收率、镜夹持半径及激光功率等参量对氧碘化学激光输出光束特性的影响进行了研究,给出了参量选择范围。模拟计算结果表明:镜面吸收率是控制输出功率的关键因素之一,要保证在出光10 s内输出功率下降程度小于20%,吸收率应不超过3.0×10^-4。在四点夹持的情况下,镜面夹持半径大小与输出光束大小相关,当夹持半径与输出光束半径的比值大于1.40时,可以避免夹持过小造成的镜面边缘处发生畸变的现象。     

无源虚共焦非稳腔光束特性模拟

 采用FFT方法,详细研究了无源圆形球面虚共焦非稳腔的光束特性,给出了三维稳态模型。考虑腔镜倾斜效应和变反射率输出耦合镜导致的光束质量和输出功率变化等问题。讨论了在中等放大率和大Fresnel数模式下的近场光束特性和远场光束质量。     

用增益介质多层分布法模拟非稳腔光束特性

 采用FFT方法和多层增益介质模块处理法研究了非稳腔下具有非均匀流动介质的高功率气体激光器的光束特性和光束质量,该方法比增益介质近腔镜簿层处理法适用性更广。