1 湖南理工学院 物理与电子科学学院, 湖南 岳阳 414006
2 岳阳大陆激光技术有限公司, 湖南 岳阳 414006
在激光腔型设计时, 为了使激光具有良好的输出性能, 需要找出谐振腔参量对激光输出性能的影响规律。结合V型折叠腔的图解分析法和多元件光学谐振腔的等价腔分析法, 将折叠腔近似等价后, 对等价的共轴球面空腔的稳定性和输出光束质量进行理论求解分析, 找到了V型折叠腔参量和激光输出性能的内在联系。通过计算给定的条件可知, 当折叠角θ=0.15π时, 总腔长L的理想取值范围为(70, 80)mm, 最佳取值为75 mm, 端面镜曲率半径R1、R2的允许变化范围为(60, 75)mm, 折叠镜曲率半径R3的最小取值为45 mm, 随着左(右)侧子腔g-参数积增大, 右(左)侧端面镜上的基模光斑半径和远场发散角增大。上述等价腔分析法和结论对激光腔型优化设计提供了重要的理论依据。
V型折叠腔 光束质量 等价腔分析法 谐振腔稳定性 V-type folded cavity laser beam quality equivalent cavity analysis resonator stability 红外与激光工程
2019, 48(1): 0105004
1 湖南理工学院 物理与电子学院, 岳阳 414006
2 中国科学院 福建物质结构研究所 光电材料化学与物理重点实验室, 福州 350002
3 岳阳大陆激光技术有限公司, 岳阳 414000
为了提高V型谐振腔的热稳定性,采用了图解分析法,将V型折叠腔等效为腔内含有一个透镜的共轴球面腔。同时考虑到晶体热透镜效应,结合多元件光学谐振腔的等价腔分析法,将等效后腔内含透镜组的多元件球面腔近似等价为腔内不含透镜的共轴球面空腔。对V型腔等价后的共轴球面空腔的稳定性进行了理论计算和仿真分析。结果表明,当总腔长为75mm、折叠角为0.15π左右时,谐振腔具有最宽的热稳定范围; 此时若增益介质与折叠镜的间距为28mm,则谐振腔能适应的最小热透镜焦距可达12mm。这一结果体现了谐振腔关键参量对热稳定性的重要影响,对激光腔型稳定性的优化设计具有一定的指导意义。
光学设计 V型折叠腔 等价腔分析法 腔稳定性 optical design V-type folded cavity equivalent cavity analysis cavity stability
四川大学,激光物理与化学研究所,成都,610064
基于等价腔方法,将高功率固体激光器使用的二棒平行平面腔的结果推广到多棒平行平面腔.推导出了g*参数和等价腔长的解析表达式.对这类光腔的动态工作特性做了详细分析,并给出了数值计算例.研究表明,对两类多棒对称平行平面腔,在g*参数图上的动态特性曲线是过原点的一条直线.若多棒的热焦距有小的偏差,特性曲线不再是直线.然而,用适当调节镜和棒以及棒间距离的方法可以使特性曲线重新成为一条直线.因而采用这种方法可以补偿棒的热焦距偏差,给出了有关的数学公式.
多棒平行平面腔 动态工作特性 热透镜 等价腔 偏差补偿
四川大学 激光物理与化学研究所,四川 成都,610064
使用等价腔概念,对高功率固体多棒激光腔的动态特性作了分析,推导出了多棒等价g参数和等价腔长的一般公式,由此可得出多棒腔等价g参数图上的动态工作特性曲线和临界光焦度,以数值算例说明多棒腔的动态工作特性.讨论了用适当调整腔镜和棒间距来补偿光焦度偏离的方法,并得出了相应的解析公式.所得结果可作为高功率固体腔设计的参考.
多棒腔 动态工作特性 等价腔 等价g参数 光焦度 Multirod resonator Dynamical characteristics Equivalent resonator Equivalent g-parameter Refractive power
中国科学院安徽光学精密机械研究所, 合肥 230031
本文使用光学变换矩阵方法,分析了多元件谐振腔的等价腔问题。发展了等价腔的一些概念和方法,推出了在普遍情况下,等价腔各参量与原谐振腔各参量之间的解析关系,并得到了一组不变量；同时,还澄清了一些关于等价腔的错误看法和易混淆之处.
等价腔 矩阵光学 等价关系
