高斯变反射率输出镜的激光谐振腔及其光束质量

论文摘要

固体激光器由于体积小、重量轻、寿命长、转换效率高等优点,越来越受到青睐。近年来,全固态激光技术的出现和发展使激光产业日益扩大。激光的各种应用对激光光束质量要求越来越高,细致研究谐振腔结构对光束质量的影响显得尤为重要。要得到好的光束质量,不但要选择合适的腔体结构,还要对腔镜调直及对谐振腔长度进行调整。本文主要从以下两个方面讨论了谐振腔的结构及腔体长度对光束质量的影响:(1)氙灯泵浦Nd:YAG高斯正支共焦非稳腔脉冲固体激光器在不同腔长下的光束质量。与硬边非稳腔、平平介稳腔测得的光束质量相比,可以认为,高斯正支共焦非稳腔的光束质量明显优于其它类型腔体,但光束质量对腔长敏感。实验数据对比的结果,高斯型正支共焦非稳腔得到的M2值最小,输出的光束质量最好,但腔长变化量对M2值的变化影响很大。同时,在实验中还发现,高斯渐变反射率镜的参数不同,同类型的高斯型正支共焦非稳腔得到的输出光束质量相差也较大。(2)首次从理论和实验上讨论了半导体二极管(LD)侧面泵浦Nd:YAG固体激光器的高斯镜谐振腔连续输出时的光束质量。对它的腔体结构及光束质量进行了初步探讨。通过与均匀反射输出镜的结果对比,看出,高斯镜作为输出镜的稳定腔能有效抑制高阶模振荡,并使其能量分布更均匀。在实验中还观察到,LD侧面泵浦的固体激光器连续输出激光功率较低时,输出光斑横模呈TEM01类型,随着功率不断增加,振荡横模也由低阶模向高阶模转变。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 第二章 高斯变反射率输出镜激光谐振腔的演变和特点
• 2.1 稳定腔和硬边非稳腔
• 2.2 高斯镜非稳腔
• 2.3 高斯镜稳定腔
• 第三章 高斯镜谐振腔光束质量评价参数和测量
• 2 因子'>3.1 M²因子
• 2 ）的测量方式'>3.2 光束质量因子（M²）的测量方式
• 第四章 高斯镜谐振腔的结构及其光束的质量分析
• 4.1 光学谐振腔的衍射积分方程
• 4.1.1 非稳腔理论
• 4.1.2 非稳腔的衍射积分方程
• 4.1.3 高斯镜非稳腔理论
• 4.1.4 连续平面高斯镜谐振腔理论
• 第五章 脉冲激光器实验结果及讨论
• 5.1 腔体结构及光束质量测量
• 5.2 非稳腔光束质量测量结果及分析
• 5.2.1 高斯镜正支共焦非稳腔参数及光束质量测量结果
• 5.2.2 硬边非稳腔参数及光束质量测量结果
• 5.2.3 小结
• 5.3 稳定腔光束质量测量结果及分析
• 5.4 介稳腔光束质量测量结果及分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 连续平面高斯镜谐振腔
• 第七章 总结与展望
• 7.1 总结
• 7.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• A.作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录
• B. 作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目及承担的工作