国防科技大学光电科学与工程学院, 湖南 长沙 410073
提出了一种基于亥姆霍兹方程的有限差分方法用于有源非稳腔的模式计算。从理论上分析了光场传输的有限差分计算方法, 并由此出发, 建立了针对有源非稳腔模式的数值计算模型。基于这个计算模型, 能够较为精确、快速地获得激光谐振腔输出的光场分布。分别给出了空腔条件下和非均匀增益条件下的数值模拟结果, 前者还与用快速傅里叶变换法获得的数值模拟结果进行了对比。数值模拟的结果表明, 所用方法结果可信、计算速度较快, 可有效用于大菲涅耳数有源非稳腔的模式计算。
激光技术 激光谐振腔 有限差分方法 模式计算 laser technique laser resonator finite difference method mode calculation
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
建立了多元件谐振腔本征模的有限元传输矩阵模型。提出了模式计算相对误差概念及相应表达式, 该表达式在数值上不受菲涅耳数的影响, 能够很好反映有限单元划分方案对不同菲涅耳数的谐振腔的模式计算精度的影响。提出了有限单元划分精细度的概念和相应表达式, 用以表征有限单元划分的精细程度。该表达式以菲涅耳数作为有限元传输矩阵法对腔镜单元格数划分的相对要求, 用镜面实际划分的单元格数与菲涅耳数的比值来表征有限单元划分的精细程度。分析了不同谐振腔参数变化时模式计算相对误差与有限单元划分精细度的关系,建立了3种不同函数形式的经验表达式, 并通过比较拟合残差选择了拟合效果较好的表达式。
激光谐振腔 有限元传输矩阵法 本征值 单元划分精度 模式计算相对误差 optical resonator finite element transmission matrix method eigenvalue finite element fineness mode calculation relative error 强激光与粒子束
2010, 22(11): 2517
分析了束变换环孔激光谐振腔的特点和优势,给出了这种复杂激光谐振腔的设计原理。对采用该方法设计的激光谐振腔空腔模式进行了计算和分析,并使用自行编写的三维光线追迹程序对这种腔的稳定性也进行了研究,结果表明这种谐振腔输出光场分布合理,相位均匀,远场分布接近衍射极限,并且这种腔对于扰动在一定范围内具有抑制能力,是一种研究价值很高的非稳腔。此外针对该腔提出的设计及模式计算方法对其他复杂腔型也具有一定的参考价值。
激光技术 束变换环孔激光谐振腔 环柱形增益介质 设计 模式计算
