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Study into the Applicability of Laser Beam Quality Factor M^2 被引量:2
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作者 杨静 田小红 辛建国 《Defence Technology(防务技术)》 SCIE EI CAS 2006年第1期33-36,共4页
The applicable condition of single-frequency laser beam quality factor M^2 is studied. Any real single-frequency laser beam can be classified as Gaussian mode and non-Gaussian mode according to the transverse field di... The applicable condition of single-frequency laser beam quality factor M^2 is studied. Any real single-frequency laser beam can be classified as Gaussian mode and non-Gaussian mode according to the transverse field distribution. Non-Gaussian transverse field distribution can be analytically expressed as the sum of Hermite-Gaussian functions. The propagation function and M^2 factor expression for non-Gaussian mode can be obtained by the second moment definition of laser beam spot. The analytical results show, the same as that of Gaussian mode, that the propagation function follows the hyperbolic law and the value of M^2 factor is a constant for non-Gaussian mode. But, different non-Gaussian field distributions may have the same M^2 value. That means M^2 factor cannot reflect the quality of non-Gaussian laser beams correctly. We conclude that the M^2 factor is applicable only to ideal Gaussian laser beam generated by stable resonators. 展开更多
关键词 高斯波束 激光束 适用性 激光武器
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Techniques trend analysis of propagating laser beam quality measurement
2
作者 刘伟平 Igor Lyuboshenko 《Journal of Measurement Science and Instrumentation》 CAS 2013年第1期83-88,共6页
Different methods of measuring a propagating laser beam quality are summarized.The disadvantages in traditional way in measuring a laser beam quality is analyzed and the insufficiencies of the Shack-Hartmannin method ... Different methods of measuring a propagating laser beam quality are summarized.The disadvantages in traditional way in measuring a laser beam quality is analyzed and the insufficiencies of the Shack-Hartmannin method which is commonly using wave front technique at present is pointed out.Finally,the transmission intensity equation based(TIE-based)measuring way in a laser beam quality evaluation and the corresponding advantages are discussed,which is believed to be a deve-l oping trend in laser beam evaluation. 展开更多
关键词 laser beam quality MEASUREMENT wave FRONT technique M2 factor transmission INTENSITY equation(TIE)
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Mode stability analysis in the beam-wave interaction process for a three-gap Hughes-type coupled cavity chain 被引量:2
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作者 罗积润 崔健 +1 位作者 朱敏 郭炜 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第6期580-587,共8页
Based on space-charge wave theory, the formulae of the beam-wave coupling coefficient and the beam-loaded conductance are given for the beam-wave interaction in an N-gap Hughes-type coupled cavity chain. The ratio of ... Based on space-charge wave theory, the formulae of the beam-wave coupling coefficient and the beam-loaded conductance are given for the beam-wave interaction in an N-gap Hughes-type coupled cavity chain. The ratio of the nonbeam-loaded quality factor of the coupled cavity chain to the beam quality factor is used to determine the stability of the beam-wave interaction. As an example, the stabilities of the beam-wave interaction in a three-gap Hughes-type coupled cavity chain are discussed with the formulae and the CST code for the operations of the 2π, π, and π/2 modes, respectively. The results show that stable operation of the 2π, π, and π/2 modes may all be realized in an extended-interaction klystron with the three-gap Hughes-type coupled cavity chain. 展开更多
关键词 three-gap Hughes-type coupled cavity chain coupling coefficient beam-loaded conductance beam quality factor stability
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速调管放大器输入腔的匹配理论和模拟研究
4
作者 何琥 李士锋 刘振帮 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第10期36-43,共8页
基于输入微波与腔体耦合的等效电路模型,对于任意的腔体和电子束参数,建立了任意的输入微波与腔体耦合的速调管放大器输入腔的两种匹配状态的理论。建立了带有互感和电子束等效电阻和电容等参数的输入腔等效电路模型,推导了入射功率与... 基于输入微波与腔体耦合的等效电路模型,对于任意的腔体和电子束参数,建立了任意的输入微波与腔体耦合的速调管放大器输入腔的两种匹配状态的理论。建立了带有互感和电子束等效电阻和电容等参数的输入腔等效电路模型,推导了入射功率与反射功率的表达式,以及输入微波与带有电子束的输入腔耦合的完全匹配状态和任意的耦合这两种情形时输入功率和间隙电压关系的公式。推导了完全匹配状态时输入微波工作频率与输入腔有载品质因数的表达式。推导了复耦合系数等于1时输入腔外观品质因数与热腔品质因数的表达式,得出了当工作频率等于输入腔谐振频率,输入腔外观品质因数与热腔品质因数相等,且满足电子束等效电容远小于1时接近达到匹配状态,与传统理论基本一致。通过对比两种状态时的入射功率,得出了匹配状态时的入射功率小于复耦合系数等于1时入射功率的结论。通过对比复耦合系数等于1时新理论和传统理论的入射功率,得出不考虑电子束等效电容情况下两者相等的结论。采用二维粒子模拟的模型与匹配理论进行了对比,粒子模拟与理论基本一致。根据匹配理论找到了接近匹配状态的工作频率与有载品质因数以及较小的输入功率。 展开更多
关键词 输入腔匹配理论 电子束等效电容 热腔品质因数 热腔有载品质因数 复耦合系数
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热键合、凹端面及晶体棒直径对Er∶YSGG中红外激光性能的影响
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作者 程毛杰 董昆鹏 +5 位作者 胡伦珍 张会丽 罗建乔 权聪 韩志远 孙敦陆 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期571-579,共9页
对热键合、凹端面及不同直径Er∶YSGG晶体棒的中红外激光性能进行了系统对比研究。晶体经高温退火、定向切割、端面精密抛光后,测量得到其平面度和表面粗糙度分别小于0.1λ@633 nm和0.5 nm。通过精密加工实现了YSGG与Er∶YSGG室温光胶,... 对热键合、凹端面及不同直径Er∶YSGG晶体棒的中红外激光性能进行了系统对比研究。晶体经高温退火、定向切割、端面精密抛光后,测量得到其平面度和表面粗糙度分别小于0.1λ@633 nm和0.5 nm。通过精密加工实现了YSGG与Er∶YSGG室温光胶,然后进行了高温热键合,透过谱表明键合界面基本无损耗,达到了一体化。热焦距结果表明,热键合、凹端面能够有效改善和补偿高功率泵浦条件下晶体的热透镜效应,有利于提高晶体的激光性能。对比未键合、热键合及凹面热键合Er∶YSGG晶体在968 nm LD侧面泵浦条件下的激光性能发现,低频150 Hz以下,键合与凹面并未表现出优势,三种棒的最大输出功率和斜效率分别均在24 W和28%附近;但随重频增加,热效应逐渐加重,键合晶体良好散热能力和凹面热补偿效应使激光性能得到提高。在重频300 Hz下,未键合、热键合及凹面热键合三种棒的最大输出功率分别为15.54,17.85和18.33 W、斜效率分别为16.6%,18.3%和18.4%;重频600 Hz条件下,三种棒的最大输出功率分别为9.4,13.32和13.18 W、斜效率分别为6.7%,8.6%和9%。此外,对比研究了不同直径Er∶YSGG晶体的激光性能,在低于100 Hz的低频下,三种晶体的激光性能接近。但相比于3和4 mm键合凹面棒,直径2 mm棒有大的比表面积,拥有更好的热管理能力,使其在高重频条件下具有更好的激光性能。如在150 Hz条件下,2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒获得了功率23.82 W、斜效率27.7%的中红外激光输出,大大高于直径3和4 mm棒的18 W和23%。在600 Hz,直径2 mm键合凹面棒中实现了功率13.18 W,斜效率9%的激光输出,相比于直径3和4 mm键合凹面棒的9 W,7%具有较大的改善。测量得到2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒在150 Hz,200μs条件下的光束质量因子M_(x)^(2)/M_(y)^(2)=6.28/6.30,表明该激光具有良好的光束质量。综上,选择合适晶体棒直径,并将键合与凹面相结合是实现高性能2.79μm激光的有效方法。 展开更多
关键词 热键合 Er∶YSGG激光晶体 凹端面 LD侧面泵浦 2.79μm中红外激光 斜效率 光束质量因子
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高功率激光器光束质量测量的衰减缩束仿真研究
6
作者 单小琴 李天昊 朱日宏 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第1期199-205,共7页
光束质量因子M^(2)是表征高功率激光器横模特性的主要参数,针对目前光束质量分析仪只能用于小口径、低功率激光器光束质量评估的问题,开展了高功率激光器光束质量测量的衰减缩束技术原理与仿真研究。建立了衰减缩束组件的仿真模型,利用... 光束质量因子M^(2)是表征高功率激光器横模特性的主要参数,针对目前光束质量分析仪只能用于小口径、低功率激光器光束质量评估的问题,开展了高功率激光器光束质量测量的衰减缩束技术原理与仿真研究。建立了衰减缩束组件的仿真模型,利用有限元的方法对光学元件在高功率激光下的热致像差进行研究,得出热致像差的峰谷(PV)值小于82 nm时,对光束质量因子的影响小于5%。当光束通过衰减组件时,如果发生退偏,光束质量因子将偏小。基于泽尼克多项式和光束质量因子计算模型,研究分析了缩束组件波前畸变对测量的影响,并通过Zemax仿真分析看出,在装调时入射光与缩束组件中心光轴夹角视场小于7°时,对光束质量因子测量的影响小于5%。 展开更多
关键词 高功率激光器 光束质量因子 衰减组件 缩束组件
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水下电弧锯切割质量影响因子的研究
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作者 蒋立杰 李柯林 +1 位作者 王小卡 顾琳 《电加工与模具》 北大核心 2024年第2期26-30,共5页
海洋、船舶、石油等领域有大量结构部件需在水下拆解。现有的水下切割方法存在效率低、结构复杂、工具或电极损耗大等局限,亟需探索新的切割方式。高速电弧放电加工具有加工效率高、电极损耗率低等优势,在难切削材料的加工中取得了良好... 海洋、船舶、石油等领域有大量结构部件需在水下拆解。现有的水下切割方法存在效率低、结构复杂、工具或电极损耗大等局限,亟需探索新的切割方式。高速电弧放电加工具有加工效率高、电极损耗率低等优势,在难切削材料的加工中取得了良好效果。基于高速电弧放电加工原理,设计水下电弧锯切割实验装置,并对该装置极间流场进行仿真,得到不同主轴转速下极间流体流动情况。在此基础上,设计系列实验开展电流形式、主轴转速和电流值等因素对切割质量影响的研究。实验结果表明,采用高速电弧放电切割可实现工件的高效水下切割。此外,使用脉冲电流切割时的切缝质量优于直流,增大电流会改善出口处切缝宽度;主轴转速过低会影响极间排屑效果,加工中宜采用较高转速。 展开更多
关键词 高速电弧放电加工 水下电弧锯切割 不锈钢锯片 质量影响因子
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GSM光束经过角棱锥之后光束质量的改变 被引量:1
8
作者 蒲继雄 《量子电子学报》 CAS CSCD 1997年第6期508-512,共5页
本文从Wigner分布函数出发,计算GSM(GaussianSchell-Model)光束经过角棱锥之后光束质量因子(M2因子)的变化。结果表明,经过角棱锥之后,光束质量因子的增量依赖于输入的光束半径、角棱锥材料的折射率和角棱锥角度。
关键词 光束质量因子 gsm光束 角棱锥 激光光束
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一种改进的观测系统双聚焦成像分析方法及应用
9
作者 侯海龙 禹金营 +2 位作者 崔庆辉 倪良健 林文龙 《石油物探》 CSCD 北大核心 2023年第4期605-613,共9页
基于偏移成像分辨率对观测系统进行量化评价,可在地震采集设计阶段为获得最佳成像效果提供保证。目前基于偏移成像分辨率的观测系统评价方法以双聚焦分析为主,其实现过程包含了波场延拓,因而导致双聚焦计算效率低。针对常规双聚焦分析... 基于偏移成像分辨率对观测系统进行量化评价,可在地震采集设计阶段为获得最佳成像效果提供保证。目前基于偏移成像分辨率的观测系统评价方法以双聚焦分析为主,其实现过程包含了波场延拓,因而导致双聚焦计算效率低。针对常规双聚焦分析方法效率低的缺点,对其进行如下改进:首先利用基于有限频斯奈尔定律和粘弹介质模型的高斯束正演得到目标点的CFP道集,再根据计算得到的旅行时,将CFP道集在目标点平面内进行检波点和炮点双聚焦,最后以聚焦主能量的宽度作为偏移成像分辨率对观测系统进行评价。改进后的双聚焦分析方法在射线追踪时考虑了菲涅尔带的影响,同时在动力学追踪时考虑了品质因子的影响以及子波主频的变化,因此计算结果更为真实可靠。该方法原理与叠前深度偏移一致,模型应用结果表明,该方法能够高效、可靠地针对地下某一目标点或目标层进行观测系统偏移成像分辨率量化评价,对于复杂地质目标的三维观测系统设计具有较高的应用价值。 展开更多
关键词 观测系统 双聚焦 高斯束 有限频斯奈尔定律 品质因子
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基于贝克曼梁法检测路基路面回弹弯沉的影响因素及质量管理分析 被引量:3
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作者 黄瑾斌 《福建建设科技》 2023年第3期99-101,共3页
在路基路面结构检测中,一般采用贝克曼梁法来检测回弹弯沉值,这在很大程度上可以反映相关路面结构的密实性,同时对分析和评价其路基路面综合承载力有较大的作用。因此,本文通过借助贝克曼梁法的回弹弯沉检测来对影响路基路面弯沉的因素... 在路基路面结构检测中,一般采用贝克曼梁法来检测回弹弯沉值,这在很大程度上可以反映相关路面结构的密实性,同时对分析和评价其路基路面综合承载力有较大的作用。因此,本文通过借助贝克曼梁法的回弹弯沉检测来对影响路基路面弯沉的因素进行各项试验分析,并针对性提出相应解决措施,以此提高路基路面回弹弯沉检测的准确性,并对提高检测质量有较大作用,同时在一些旧路补强设计中对路面状况的评价有较大的参考价值。 展开更多
关键词 贝克曼梁法 回弹弯沉 路基路面 影响因素 质量管理
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Spectrally U-shaped profile of beam propagation factor in all-solid photonic bandgap fiber
11
作者 Xiao Chen Liangjin Huang +6 位作者 Yi An Huan Yang Zhiping Yan Yisha Chen Xiaoming Xi Zhiyong Pan Pu Zhou 《Chinese Optics Letters》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第1期17-22,共6页
We found the beam quality factor M^(2)of the fundamental mode as a function of wavelength is U-shaped in the working photonic bandgap(PBG) of an all-solid PBG fiber(AS-PBGF) for the first time,to the best of our knowl... We found the beam quality factor M^(2)of the fundamental mode as a function of wavelength is U-shaped in the working photonic bandgap(PBG) of an all-solid PBG fiber(AS-PBGF) for the first time,to the best of our knowledge,and our simulation results also match well with the phenomenon.The normal band that is near the high-frequency edge of the third PBG integrates the lowest M^(2)and single-mode operation simultaneously,while the other two edge regions suffer from anomalous variation of M^(2)versus wavelength.The general applicability of this finding can be further extended to other PBGs and also other representative structures in the AS-PBGF field. 展开更多
关键词 all-solid photonic bandgap fiber beam quality factor U-shaped curve photonic bandgap
原文传递
激光束质量因子M^2及其测量 被引量:13
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作者 牛燕雄 汪岳峰 +2 位作者 刘新 张雏 朱守深 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期38-41,共4页
激光束的质量因子M2是一种全新描述激光束质量的参数,能够定量地表征单模、多模光束的传播特性。描述了M2因子的概念和测量方法,利用面阵CCD探测器研制一套光束质量测量系统,对激光束质量因子M2进行测量,并给出测量结果的... 激光束的质量因子M2是一种全新描述激光束质量的参数,能够定量地表征单模、多模光束的传播特性。描述了M2因子的概念和测量方法,利用面阵CCD探测器研制一套光束质量测量系统,对激光束质量因子M2进行测量,并给出测量结果的不确定度。 展开更多
关键词 光束质量因子 衍射极限倍数 激光器 测量
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光束质量因子的研究 被引量:13
13
作者 邓小玖 胡继刚 +1 位作者 刘彩霞 王建国 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2002年第6期1187-1190,共4页
应用标量光场的角谱表示,推导了具有轴对称性的傍轴、非傍轴标量光束的光强二阶矩的传输规律。在此基础上,给出了光束的束腰半径、远场发散角及光束质量因子M2。对傍轴标量光束,证明了光束质量因子M2≥1;对非傍轴标量光束,指出当光束束... 应用标量光场的角谱表示,推导了具有轴对称性的傍轴、非傍轴标量光束的光强二阶矩的传输规律。在此基础上,给出了光束的束腰半径、远场发散角及光束质量因子M2。对傍轴标量光束,证明了光束质量因子M2≥1;对非傍轴标量光束,指出当光束束腰半径很小时,其光束质量因子M2可以小于1,并随光束的束腰半径Wmin趋于零而趋向于零。 展开更多
关键词 傍轴标量光束 非傍轴标量光束 光强二阶矩 光束质量因子 标量光场 激光束 衍射 传输规律
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精确CCD光束参数测量与评价系统的设计 被引量:14
14
作者 孙伟 高春清 魏光辉 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 2000年第4期471-474,共4页
以 ISO相关的标准为依据 ,经过深入的理论研究和精度分析设计了一套高精度光束质量测量系统 .介绍了光束质量测量系统的理论基础、硬件的整体结构和软件的重要组成模块 ,并通过测量实验加以验证 .研究表明 ,精确的 CCD光束参数测量必须... 以 ISO相关的标准为依据 ,经过深入的理论研究和精度分析设计了一套高精度光束质量测量系统 .介绍了光束质量测量系统的理论基础、硬件的整体结构和软件的重要组成模块 ,并通过测量实验加以验证 .研究表明 ,精确的 CCD光束参数测量必须由一套科学级 CCD系统和完备的软件计算算法组成 . 展开更多
关键词 测量 光束质量 CCD 光束宽度 激光束参数
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利用光束质量分析仪测量M^2因子 被引量:8
15
作者 黄林昊 廖学兵 +1 位作者 赵海燕 彭磊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2012年第8期2197-2200,共4页
激光光束质量是激光器的一个重要技术指标,激光光束质量因子是反映激光光束质量的重要参数。介绍了一种利用光束质量分析仪来精确测量激光光束质量因子的方法,通过透镜将激光束进行聚焦变换,在透镜后方得到腰斑远场变化,利用光束质量分... 激光光束质量是激光器的一个重要技术指标,激光光束质量因子是反映激光光束质量的重要参数。介绍了一种利用光束质量分析仪来精确测量激光光束质量因子的方法,通过透镜将激光束进行聚焦变换,在透镜后方得到腰斑远场变化,利用光束质量分析仪,沿光轴等间隔测量不同位置的束宽,然后采用双曲线拟合来确定激光光束束腰的大小和位置,从而计算出被测激光光束的质量因子。实验数据采用三点法处理,进行二项式拟合,得出了拟合双曲线的参数,通过计算得到了所测激光的质量因子。用透镜焦点处的实测束宽对拟合值进行验证,结果近似,说明测量的结果是可靠的。利用光束质量分析仪的专业性和高精度,能准确测量出计算光束质量因子所需的参数,比常用的CCD测量方法更精确和便捷,能够很好地得出实验所用激光器的质量。 展开更多
关键词 光束质量 因子 激光光束质量分析仪 光束腰斑 双曲线拟合
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用二维CCD系统测量光束质量的实验研究 被引量:5
16
作者 冯国英 吕百达 +3 位作者 孔繁龙 蔡邦维 黄永忠 徐天华 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第4期491-495,共5页
建立了一套二维面阵CCD光束质量诊断系统,测量了磷酸盐钕玻璃板条激光器自由振荡和调Q输出激光的光束质量因子M2。该测量系统经过数据校核,所得测量结果是正确的。
关键词 二维 CCD 光束质量 诊断系统 激光束
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对激光光束质量一些问题的认识 被引量:35
17
作者 吕百达 康小平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期47-51,共5页
从对激光光束质量研究进展开始,讨论了在傍轴和非傍轴范畴内激光光束质量的一些问题,主要是非傍轴光束的光束质量评价。光束传输的非傍轴矢量二阶矩理论可用于计算多种非傍轴光束的M2因子,但对M2因子的物理解释却有困难。例如,在非傍轴... 从对激光光束质量研究进展开始,讨论了在傍轴和非傍轴范畴内激光光束质量的一些问题,主要是非傍轴光束的光束质量评价。光束传输的非傍轴矢量二阶矩理论可用于计算多种非傍轴光束的M2因子,但对M2因子的物理解释却有困难。例如,在非傍轴范畴,M2因子依赖于束腰宽度与波长之比,并可小于1。但远场发散角之值可趋于90,°这将导致很大的M2因子值。另一方面,若将公式中的光强用时间平均坡印廷矢量z分量代替,桶中功率(PIB),或等价地,!参数可推广用于评价非傍轴光束的远场光束质量。PIB表征了光束功率的可聚焦能力,是一种简明、直观评价不同激光光束的方法。然而,在!参数的公式中的束宽是按功率含量百分比定义的,因此双曲线传输规律不再严格成立。 展开更多
关键词 光束质量 M^2因子 桶中功率 β参数 傍轴和非傍轴光柬
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光束质量因子测量的不确定度分析 被引量:6
18
作者 田英华 叶一东 +2 位作者 向汝建 关有光 周文超 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1076-1078,共3页
介绍了激光光束质量因子的定义以及测量原理,分析了光束质量因子的数学模型中各个量的不确定度来源以及评定方法,并以实验数据为基础,对具体的实验数据进行了分析计算。提出了减小激光光束质量因子测量不确定度的途径,包括统一激光束直... 介绍了激光光束质量因子的定义以及测量原理,分析了光束质量因子的数学模型中各个量的不确定度来源以及评定方法,并以实验数据为基础,对具体的实验数据进行了分析计算。提出了减小激光光束质量因子测量不确定度的途径,包括统一激光束直径的确认方法,保证测量条件的稳定以及提高光束质量测量系统的测量精度等。 展开更多
关键词 激光 光束质量因子 测量 标准不确定度
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群时延时间法求解速调管输出腔的外观品质因数Q_(ext) 被引量:16
19
作者 张丁 曹静 +1 位作者 缪亦珍 沈斌 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期391-394,共4页
输出腔外观品质因数Qext的计算是速调管设计中非常重要的一步,本文提出群时延时间法主要是利用Microwave Studio(MWS)软件计算输出腔外观品质因数Qext。通过对比,群时延时间法的计算结果和精度与传统计算软件采用传统方法的结果非常一致... 输出腔外观品质因数Qext的计算是速调管设计中非常重要的一步,本文提出群时延时间法主要是利用Microwave Studio(MWS)软件计算输出腔外观品质因数Qext。通过对比,群时延时间法的计算结果和精度与传统计算软件采用传统方法的结果非常一致,与实验结果基本吻合;群时延时间法基于MWS强大的计算和后处理功能,计算步骤更加简便,结果非常直观,同时还可以实现设计自动化。 展开更多
关键词 多注速调管 输出腔 品质因数 群时延时间 微波工作室
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量子阱半导体激光器的光束质量 被引量:3
20
作者 王绍民 赵道木 +3 位作者 吕章德 周国泉 黄富泉 徐锦心 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第4期483-486,共4页
本文给出了一种非截取地收集非傍轴激光束 ,并把它变换成傍轴光束的方法 ,将之运用到量子阱半导体激光器的实验中发现了一些重要的现象 .经过测量和计算得到它垂直于结方向的等效光束质量原子 M2y 明显小于 1 。
关键词 量子阱 半导体激光器 光束质量 量子光学 傍轴激光束 非傍轴激光束
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