Z型正交波罗棱镜腔的特性研究

使用琼斯矩阵光学,理论分析Z型正交波罗棱镜腔运转特性。在不同波罗棱镜折射率情况下,分析波片方位角与偏振透过率、反射臂的有效反射率、输出臂的耦合反射率以及补偿波罗棱镜相位延迟的波片数关系。使用四阶龙库塔法则结合速率方程,理论分析耦合反射率的改变对调Q脉冲能量和宽度的影响。

激光二极管抽运正交波罗棱镜腔光学参量振荡激光器

将正交波罗棱镜谐振腔应用于激光二极管(LD)抽运的光学参量振荡(OPO)激光器.实现了Ⅱ类非临界相位匹配KTP晶体的内腔式光参量振荡,获得了高机械稳定性、高热稳定性和较高光束质量的1.57μm人眼安全激光输出。正交波罗棱镜腔存在腔内振荡光束线偏振运行条件,匀化了内腔OPO的抽运光光场。正交波罗棱镜腔OPO激光器解决了内腔式光参量振荡信号光输出不稳定,以及腔内光功率密度较高容易引起光学损伤等工程应用难题。器件采用热传导冷却半圆柱面LD阵列侧向抽运Nd:YAG抽运几何,在20 Hz运行条件下获得平均脉冲能量86 mJ,脉冲宽度5.4 ns,光束发散角5 mrad,能量稳定性优于±2.5%,光-光转换效率(808 nm→1570 nm)9%的优异性能。

正交波罗棱镜谐振腔模式研究

为了探究正交波罗(Porro)棱镜谐振腔的模式,在菲涅耳-基尔霍夫衍射积分公式的基础上,采用快速傅里叶变换数值模拟的方法,对Porro棱镜谐振腔输出模式进行了仿真计算。通过比较不同脊线宽度和直角制造误差的情况,给出了正交双Porro棱镜谐振腔腔保持单横模运转的条件。仿真结果表明,Porro棱镜的加工误差在18μm以下和角度误差在2″以下可保证输出光斑的完整性。

波罗棱镜谐振腔调Q关门的研究

波罗棱镜谐振腔激光器具有机械稳定度高、光束质量好的特点。波罗棱镜会使入射光退偏,调Q时1/4λ波片无法有效工作,需要使用适当的波片补偿。利用琼斯矩阵建立波罗棱镜谐振腔调Q的数学模型并进行求解计算。分析了不同波罗棱镜方位角下的最优补偿波片并计算了波片公差、波罗棱镜折射率公差、方位角安装公差等对消光比的影响。当波罗棱镜水平放置,波片相位公差±0.02λ,关门消光比大于20 dB;波罗棱镜45°/135°放置时,存在四种对应的最优关门波片,波罗棱镜方位角0±4.66°的范围内,关门消光比可大于30 d B。以上结果为波罗棱镜谐振腔调Q激光器的设计提供更优及更具工程化意义的依据。