氧碘化学激光器束转动90度环形非稳腔空心光束输出研究

 主要描述了氧碘化学激光器束转动90°环形非稳腔（UR90）空心光束输出的腔结构及几何模式特点,实验中获得了在放大率M=1.695,激光平均输出功率4.0kW时,空心光束输出的激光光束质量为3.2倍衍射极限,同时对空心光束输出特性进行了分析。     

自滤波铜蒸气激光器的研究

为获得接近衍射极限发散角的铜激光，设计了共焦及平凹二种自滤波非稳定腔并研究了它们的输出特性，分别获得了发散角为２．５倍及１．４倍衍射极限的铜激光。     

非热稳定非稳腔固体激光理论分析与实验研究

建立了包括非热稳定热力学模型、光学传输模型、能量转换模型及非稳腔模型的综合理论分析平台。理论分析得到以下主要结论:谐振腔长度变化对光束质量及光光效率的影响不大,对于给定的增益,激光最佳效率和光束质量分别对应不同的非稳腔放大率。提出非稳腔腔内相位板补偿介质静态畸变提高光束质量的技术措施,并开展实验验证,光束质量由补偿前的5.48倍衍射极限提升到补偿后的2.46倍,输出功率为12.1kW。     

具有均匀相位耦合输出镜非稳腔的模场分析

 利用Prony[1]方法计算均匀相位输出耦合镜非稳腔的输出模场分布及远场方向性,分析了模式分辨率和光束远场发散角与系统各参数之间的关系, 理论计算得到的结果表明,可以在小放大倍率（M=1.3）情况下得到质量达到衍射极限的输出光束,与传统非稳腔比较,这种新型的谐振腔在改善氧碘化学激光器光束质量方面有一定的应用前景。     

发散光束抽运的宽带光参量啁啾脉冲放大系统的理论研究

对发散光束抽运的光参量啁啾脉冲放大器的增益带宽进行了系统的理论研究.采用空间傅里叶变换和四阶Runge-Kutta算法，分别模拟了非衍射极限情况下的高斯光束和空间频谱为矩形的发散光束作为抽运光时的增益曲线.结果表明：不管是在可见光或是在近红外光谱区，用发散光束均可以明显地改善光参量啁啾脉冲放大系统的增益带宽.选取合适的发散角和抽运光强，可以获得高增益、宽谱带的信号光输出. 关键词： 光参量啁啾脉冲放大 增益带宽 发散角 高斯光束     

硬边非稳腔平面波导激光器的光束特性

基于衍射理论和坐标变换,采用数值模拟的方法分析了硬边非稳腔平面波导激光器的光束特性,研究了存在非均匀抽运和增益饱和时,输出激光的光束质量.在端面抽运和边缘抽运时,比较了正支和负支非稳腔的输出光束特性.结果表明:利用优化的离轴硬边非稳腔可以得到近衍射极限的输出.在相同的抽运不均匀性情况下,对于边缘抽运和端面抽运,正支非稳腔的光束质量因子M2分别为3.9和2.3,而相同条件下负支非稳腔的M2因子为1.8和1.7.     

准分子激光虚共焦非稳腔稳态理论研究

在Ｒｉｇｒｏｄ理论基础上建立准分子激光非稳腔稳态理论模型，通过测量不同泵浦条件下七种输出耦合的平行平面腔的输出光强，给出小信号增益系数ｇ＿０，非饱和吸收α以及饱和参量Ｉ＿ｓ，由此通过非稳腔稳态理论推算出不同放大率Ｍ的虚共焦非稳腔的输出光强Ｉ＿（ｏｕｔ），与实验结果基本吻合。     

高功率TEA CO_2激光器非稳腔实验研究

为了提高光束质量、压缩光束发散角,利用现有高功率稳定腔TEA CO2激光器进行了非稳谐振腔的技术改造及激光输出试验,非稳谐振腔采用正分支虚共焦型非稳腔方案。为充分研究谐振腔结构参数及激光振荡模体积对输出能量和光束发散角的影响,共设计加工了包含4种放大率、5种模体积的20组非稳腔腔镜组合。在其它参数都相同的试验条件下,进行了非稳腔镜的单脉冲输出对比试验,得到的最大输出能量为14 J,是原平凹稳定腔的70%,而光束发散角只是原平凹稳定腔的1/4。     

北京自由电子激光器外注入实验系统设计研究

北京自由电子激光器(BFEL)是一台工作于中红外区Compton型FEL振荡器。本文结合BFEL装置,设计了一套完整的激光外注入光路,利用声光调QCO_2激光器产生的10.6μm激光做激励源注入到BFEL光腔中,以缩短振荡建立时间,提高BFEL输出能量,改善输出激光的相干性。模拟计算结果是:当BFEL光腔中的外注入光强为自发辐射强度的10~5倍时,可使饱和振荡建立时间缩短35％,输出能量提高2倍。     

准分子激光束的喇曼整形

受激喇曼散射可以将紫外准分子激光辐射频移到特定的近紫外和可见光波长.采用喇曼整形技术还可以获得衍射极限发散角的斯托克斯输出.本文研究了注入光束质量对喇曼整形的影响,并求得不同氢压力下的喇曼增益系数和饱和参量.     

A pulsed dye laser with grazing incidence and folded cavity

A novel design of a transversally pumped pulsed dye laser resonator using grazing incidence in a folded astigmatic cavity is described. The stability conditions, beam waist and output divergence of the oscillating mode are derived from the ray transfer matrix for this cavity. A diffraction limited gaussian beam is obtained. The linewidth can be adjusted down to 610 MHz without using any intracavity etalon.     

环状输出UR90束旋转非稳腔的实验研究

 提出一种适合于高功率超音速横流氧碘化学激光器的环状输出的UR90束转非稳腔,采用FFT 方法模拟了具有非均匀分布的小信号增益时最低阶模的光场强度分布。利用大口径铜蒸汽激光器, 通过实验研究了在放大倍率为1.21和1.13的情况下,环状输出UR90腔正向模与反向模的基本特性, 得到较好的实验结果。     

输出环状光束的新型激光谐振腔

提出一种输出环状光束的新型激光谐振腔,即在稳定激光谐振腔中采用外环耦合方式得到环状光束的输出。利用For-Li数值迭代算法求解此类激光谐振腔的积分方程,通过计算机编程计算了平面一凹球面稳定谐振腔的输出端平面镜在不同半径的情况下,谐振腔镜面上和衍射耦合输出场基模的振幅和相位分布。计算结果预示了当输出端平面镜半径小于通常的稳定腔的基模半径时,衍射耦合输出场有稳定的环状光束输出。实验中TEA CO2激光器采用印刷电路板预电离结构,增益长度90cm,腔长5m,球面全反射镜曲率半径20m,输出端平面镜半径4．5mm,得到了内环半径为4．5mm、外环半径为5．5mm的基模环形光斑输出。从而在理论上和实验上证实了该方案产生环状光束的可行性。     

250 mJ, self-adaptive, diode-side-pumped Nd:YAG slab laser

A scheme of self-adaptive, closed-loop, diode-side-pumped Nd:YAG slab laser was presented. As a result of four-wave mixing of standing waves intersecting at a small angle in a closed-loop cavity, the self-adaptive process of beam cleaning leading to fundamental mode operation despite severe asymmetry of the inversion profile and thermal-optical distortion was achieved. The output beam was extracted from the cavity as the first- order diffraction beam on the dynamic gain gratings created in an active medium. The near-diffraction-limited (parameter M(2)<1.4, divergence of 1 mrad) output beam of 250 mJ energy and the optical slope efficiency of 30% at a repetition rate of up to 25 Hz in a free-running regime were demonstrated.     

变反射率镜非稳腔优化研究—超高斯途径

分析了超高斯变反射率镜非稳腔的腔模和输出特性。以最高输出光束亮度为目标就其腔参数进行了优化研究和设计。在２０ｍｍ口径钕玻璃激光介质上采用这种腔结构进行了实验研究，获得了数十焦耳近衍射极限的高亮度激光输出。     

角锥棱镜谐振腔激光模式模拟研究

为了探究角锥棱镜谐振腔激光模式,以角锥-平面镜腔为例,将角锥棱镜等效为衍射光栅,考虑角锥镜棱宽在谐振腔中的衍射效应以及二面角误差引起的附加相位分布对谐振腔激光模式的影响,在光学谐振腔理论的基础上,建立了求解本征模式的理论分析模型.采用快速傅里叶法数值模拟不同腔长、角锥镜棱宽和二面角误差情况下该无源谐振腔激光输出模式分布情况.结果表明,在腔长30 cm、角锥镜棱宽小于75μm、二面角误差在-10′~5′之间时,可实现光斑完整的圆形分布输出模式,且有较好的光束质量;棱宽不小于0.4 mm,二面角误差在-40′~10′之间时,光斑为TEM 03阶横模,光场呈六瓣分布;当角锥镜棱宽为0.4 mm、二面角误差为3′,腔长从30~90 cm范围内增加时,该谐振腔输出的激光模式从TEM 03转换成TEM 10.     

注入控制铜蒸气激光方向性时间过程测量

实验研究了注入控制对铜蒸气激光非稳腔输出光束质量的影响，从输出光发散角时间分辨过程的测量结果说明注入加速被注入腔内激光发散角的减小过程。由于被注入腔内放大自发辐射的存在，为得到较好的注入控制效果，注入光的脉宽和进入被注入腔的延时必须恰当。     

高功率毫米波圆波导半径微扰模式变换器的优化设计

从半径渐变波导的耦合波方程出发,利用龙格-库塔法进行优化数值迭代,得到在3 mm波段,TE03-TE02, TE02-TE01高效率模式变换器的设计参数。通过优化程序,设计出了6周期TE03-TE02和3周期TE02-TE01模式变换器优化尺寸。利用CST微波工作室电磁仿真软件对结构尺寸进行优化仿真,仿真结果与优化程序计算结果基本一致。以此数据设计中心频率94 GHz的TE03-TE02,TE02-TE01模式变换器功率转换效率可以达到98.5%以上,90%功率转换的绝对带宽分别达到3.5和7.0 GHz以上,优于设计要求。     

Optimization of coupled confocal cavities for an injection-seeded,discharge-excited KrF laser system

The output energy and beam divergence of an injection-seeded KrF laser system, operating at 248 nm, were measured for twelve different coupled confocal unstable cavity arrangements, as a function of the relative timing between the slave and master oscillator lasers as well as of the cavity magnification. The output energy was found to be strongly dependent on both the cavity magnification and the time delay, although the beam divergence shows a less sensitive dependence. An optimized output of 2.2 J in 23 ns with a divergence of 38 μrad was achieved, representing a brightness several times larger than any previously reported for a system of this type. PACS 42.55.Lt; 42.60.Da; 42.60.Jf