具有高光学质量共焦和非共焦自滤波非稳腔的激光束

具有腔内滤光器的共焦和非共焦负支非稳腔应用于高增益、短脉冲紫外予电离氯化氙激光器,在上述两种腔结构,研究了各种空间滤光器条件下的近场和远场辐射特性,获得了有规则强度空间剖面的高亮度激光束,特别是非共焦机构,最大束亮度达1.3×10~(14)瓦·厘米平方·立体角,并且观察到,这种腔结构对于失调的低灵敏度.     

光学非稳腔的新进展

介绍了几种能替代常规共焦非稳腔的大模体积非稳腔,分析了这类新型非稳腔在提高高功率激光器光束质量方面的技术途径和方法,并评述了其有价值的应用前景。     

共焦腔稳定性突变的分析

光学谐振腔是现代光学的基础性器件.本文从最常见的共焦腔出发,分别从代数解析和几何拓扑的角度解释了其稳定性随参数变化而发生突变的现象,给出了突变的数学原因和物理原因.从数学的角度看,共焦腔稳定性突变是因为反三角余弦函数的函数值在传统的定义域以外由复数向实数的突变;从几何拓扑的角度看,根据光线在腔内的传播路径定义拓扑荷,由于只有拓扑荷为零的腔是稳定的,且拓扑荷的变化是量子化的,因此共焦腔的稳定性发生突变.并根据其突变原因设计由双非稳腔组合的耦合腔,重新构建拓扑荷,实现了新的稳定腔,并且在其中发现了单腔中没有的新模式.     

一种改进型圆形球面虚共焦非稳腔数值模拟研究

 在分析具有均匀相位输出耦合器非稳腔优缺点的基础上,提出了一种改进型非稳腔。数值模拟结果表明这种非稳腔不仅克服了均匀相位输出耦合器非稳腔的缺点而且远场也有较好的聚焦能力。     

一种改进型圆形球面虚共焦非稳腔数值模拟研究

在分析具有均匀相位输出耦合器非稳腔优缺点的基础上,提出了一种改进型非稳腔。数值模拟结果表明这种非稳腔不仅克服了均匀相位输出耦合器非稳腔的缺点而且远场也有较好的聚焦能力。     

虚共焦非稳腔腔镜倾斜对激光传输的影响

首先用几何光学方法分析了虚共焦非稳腔腔镜倾斜引起的准直光线偏离光轴,形成偏斜光线的角度灵敏度和偏斜距离灵敏度同非稳腔放大率ｍ和腔镜倾斜角β之间的关系,然后用Ｃ－６程序计算、分析了柱面条状虚共焦非稳腔单镜、双镜反向和同向倾斜三种情况下不同倾斜角对近场相位和远场强度的影响。数值结果表明,镜腔倾斜会使近场相位由均匀分布变成非均匀分布。从布导致远场光束质量变坏。     

小镜法准直正支共焦非稳腔

介绍了小镜法准直正支共焦非稳腔的原理、方法和步骤,并将它与传统使用的几种方法进行了比较。实验分析结果表明：小镜法除兼容其它方法的优越性外,还特别适合于需要确定强激光束场焦点位置的场合。     

会聚光束法准直正支共焦非稳腔

介绍一种正支共焦非稳腔的新准直法。用耦合输出镜背面和具有一定焦距、口径的会聚光束,顺利完成了谐振腔准直,准直精度约10μrad。与凹面镜开小孔的准直方法相比,会聚光束法准直非稳腔,能滤掉耦合输出镜的零级反射光,使氦氖参考光束清楚显示谐振腔的准直和参量变化。     

小镜法准直正支共焦非稳腔

 介绍了小镜法准直正支共焦非稳腔的原理、方法和步骤，并将它与传统使用的几种方法进行了比较。实验分析结果表明：小镜法除兼容其它方法的优越性外，还特别适合于需要确定强激光束场焦点位置的场合。     

正支共焦非稳腔的离焦像差特性

 正支共焦非稳腔在出光过程中易受环境扰动而造成腔长失调,易受热积累影响而使腔镜变形,从而使输出光束产生离焦像差和部分其它像差。为了实现对离焦像差的校正,针对不同的产生原因,提出了2种离焦像差特性分析方法：一为腔镜相对位置失调引起的离焦像差特性理论分析方法,它是另一种分析方法的基础;二为腔镜变形引起的等效腔长变化导致的离焦像差特性分析方法,它是实际激光器中的主要分析方法。得到了离焦像差与腔长的特性关系和离焦像差与腔镜变形量之间的特性关系。研究表明：腔长改变和腔镜变形对离焦像差的影响本质是一样的,都是改变了谐振腔的共焦点位置;腔长改变或腔镜矢高变化与离焦像差都成近似的线性关系。实验验证了离焦像差特性分析方法的有效性,最后指出离焦像差特性可作为激光器中离焦像差动态补偿的有效依据。     

Intracavity frequency doubling effects of passively mode－locked Nd：YAP pulsed laser in two different unstable resonators

Ｉｎｔｒａｃａｖｉｔｙｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｕｂｌｉｎｇｅｆｆｅｃｔｓｏｆｐａｓｓｉｖｅｌｙｍｏｄｅ－ｌｏｃｋｅｄＮｄ：ＹＡＰｐｕｌｓｅｄｌａｓｅｒｉｎｔｗｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔｕｎｓｔａｂｌｅｒｅｓｏｎａｔｏｒｓＷＵＦｅｎｇｔｉｅ（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎ...     

Experimental studies of an unstable confocal resonator alexandrite laser

The effects of excited converging wave in an unstable confocal resonator onthe properties of an alexandrite laser are investigated experimentally.The results show thatexciting the converging wave inside the resonator is an effective method to reduce the diver-gence of the laser beam for low gain laser medium.     

均匀化位相的常规非稳腔的分析与实验

 对常规非稳腔的输出镜面进行改造,在原来不透光的中央区域引入增透膜,使之能部分透过,使输出耦合能的比例得到提高;同时加敷适当的位相膜,使中央区与环带区波面位相拉平些。着重报导了均匀化相位常规非稳腔的系列实验和分析,从而使常规非稳腔的环带输出引起的中央不透明区与外环带输出波面的位相突变得到改善,克服了远场能量分布出现较严重离散的问题,使远场中央亮斑能量更集中。     

均匀化位相的常规非稳腔的分析与实验

对常规非稳腔的输出镜面进行改造,在原来不透光的中央区域引入增透膜,使之能部分透过,使输出耦合能的比例得到提高;同时加敷适当的位相膜,使中央区与环带区波面位相拉平些.着重报导了均匀化相位常规非稳腔的系列实验和分析,从而使常规非稳腔的环带输出引起的中央不透明区与外环带输出波面的位相突变得到改善,克服了远场能量分布出现较严重离散的问题,使远场中央亮斑能量更集中.     

均匀化位相的常规非稳腔的分析与实验

对常规非稳腔的输出镜面进行改造,在原来不透光的中央区域引入增透膜,使之能部分透过,使输出耦合能的比例得到提高;同时加敷适当的位相膜,使中央区与环带区波面位相拉平些。着重报导了均匀化相位常规非稳腔的系列实验和分析,从而使常规非稳腔的环带输出引起的中央不透明区与外环带输出波面的位相突变得到改善,克服了远场能量分布出现较严重离散的问题,使远场中央亮斑能量更集中。     

腔内像散扰动对正支共焦腔模式影响的数值分析

 针对激光器出光过程中腔内像差扰动带来的输出光束质量和光束能量下降问题,分析了腔内像差扰动对非稳腔模式的影响,并采用数值迭代法计算了理想情形和腔内像散扰动对无源正支共焦腔输出模式强度和相位分布的影响,进一步采用Zernike模式法对光束相位进行了像差拟合,得到了前35阶Zernike像差系数、点扩散函数(PSF)分布和环围能量曲线,计算了腔内像散扰动量与远场Strehl比的关系。结果表明：对小菲涅耳数正支共焦腔,腔内像散扰动对输出光束强度和相位分布均有明显影响,相位分布中一些高阶Zernike像差也有所增大。因此在进行腔内像差校正时,应优先考虑此类像差的校正。     

腔内像散扰动对正支共焦腔模式影响的数值分析

针对激光器出光过程中腔内像差扰动带来的输出光束质量和光束能量下降问题,分析了腔内像差扰动对非稳腔模式的影响,并采用数值迭代法计算了理想情形和腔内像散扰动对无源正支共焦腔输出模式强度和相位分布的影响,进一步采用Zernike模式法对光束相位进行了像差拟合,得到了前35阶Zernike像差系数、点扩散函数(PSF)分布和环围能量曲线,计算了腔内像散扰动量与远场Strehl比的关系。结果表明：对小菲涅耳数正支共焦腔,腔内像散扰动对输出光束强度和相位分布均有明显影响,相位分布中一些高阶Zernike像差也有所增大。因此在进行腔内像差校正时,应优先考虑此类像差的校正。     

采用腔内设置限孔光阑抑制倒向波的理论分析

 氧碘化学激光器通常采用的环形腔存在着倒向波，它对正向波的输出功率以及光束质量不利，因此必须进行抑制。以对称环形共焦非稳腔为例，介绍了在腔内放置限孔光阑，通过改变倒向波与正向波经过增益介质部分的模体积比，从而抑制倒向波的方法。计算结果表明，这种方法对于负支腔倒向波的抑制效果要远远好于正支腔。     

Numerical characterizations of unstable optical resonators and evaluation of the geometry effects

Unstable resonators have been widely used in high-power gas lasers as well as solid-state lasers. The phase and the spatial distribution of intensity of these lasers are very important in some applications such as material processing. In this paper, unstable resonators with three different geometries have been characterized numerically and the results have been compared and evaluated. Based on the Fresnel-Kirchhoff integral, the two-dimensional phase and intensity have been calculated for three different positive branch unstable resonators. The results show that the resonators with rectangular geometry have the best performance for near-field as well as far-field intensity, which is more suitable for material processing. The calculations also show that the maximum output power can be extracted from the rectangular resonator with spherical surface, while the circular resonator with spherical surface has minimum output power. The results also show that the laser has a higher divergence for the cylindrical resonator in compare with those for the circular and rectangular resonators.