基于猫眼腔镜损耗调节的激光横模演示系统

提出一种基于猫眼腔镜损耗调节的新型激光横模演示系统。采用半外腔He-Ne激光器,利用由分立的可进行五维微调的凸透镜和凹面镜组成的猫眼逆向器构成损耗可调激光谐振腔,通过调节猫眼逆向器改变激光谐振腔的损耗比,实现改变激光横模状态的作用。利用CCD进行图像采集,计算机实现图像存储,从而得到20多种结构清晰的高阶横模花样图片。

大功率横流CO_2激光横模的测量与模拟

在用大功率激光光束分析仪测量连续运转的7kW横流CO2激光横模的基础上,对激光横模建立了谐振腔的光波传输方程并进行了数值求解。模拟所得横模模式与实测的模式基本相符。分析表明:实验观测到的高阶横模"双模"的形成原因,是串接式谐振腔的前腔和后腔两者的粒子数反转密度空间中心不重合而形成的。

对称共焦腔激光器横模的计算机仿真

利用Fox-Li数值迭代法对方形镜和圆形镜形状的对称共焦腔的横向稳定场分布进行了仿真研究,给出迭代任意多次后的光场振幅分布和相位分布。另一方面,从理论上分析了方形镜和圆形镜对称共焦腔的横模场分布规律,并绘出光强分布的二维和三维图形。最后设计了简明的图形用户界面,能够选择腔镜类型、光腔参数等,使激光横模仿真更加简单直观,有利于对激光横模理论的深入理解。

基于球差选模的激光器横模特性实验

开发了面向光电子专业高年级本科生的基于球差选模的固体激光器横模特性实验系统,在激光谐振腔内使用短焦距透镜引入球差,使具有不同光斑尺寸的各阶横模的空间光路发生分离,从而便捷地实现对不同阶数横模的选择和切换.该实验系统综合激光原理中的腔模理论和几何光学中的像差理论,学生可以直观地观察到透镜的球差对激光器工作状态的影响和稳定的高阶横模图像;通过定性和定量分析,直接体现球差、激光器的模式匹配、谐振腔的稳区、激光的横模等重要知识点及其对激光器工作状态的影响.同时该实验提高了学生在激光器调试准直和工具软件使用方面的实践技能.

用计算机全息方法改变激光束横模的研究

以圆对称高斯光束变换为十字光束为例，提出一种全息光学元件（ＨＯＥ）的设计理论和方法，推导出计算机制全息图（ＣＧＨ）的衍射方程，同时给出设计结果的计算机模拟验证方法，运用ＨＯＥ可以解决光束能量转换效率及能量重新分配问题。该方法充分利用ＣＧＨ灵活便捷优点，最大限度地减少设计工作中的盲目性，提高设计效率。

用刀口法测量氦氖激光基横模

介绍研究氦氖激光基横模的刀口法测量原理，给出实验装置和实验结果．这种方法能够证实氦氖激光基横模的光强分布是高斯分布，能够确定光斑的大小．

角锥棱镜激光谐振腔的基本特性

分析了角锥棱镜对光束的相位变换作用,带二面角误差的角锥棱镜可等效于6块光楔的组合,其楔角的大小和方向由二面角误差决定。对在腔内往返传输的光线在镜面上的位置进行了分析,结果表明:3个二面角误差相同且不为零的角锥棱镜构成的谐振腔为约束非稳腔。用Fox Li迭代法数值模拟得到了不同棱镜二面角误差情况下的谐振模式。模拟结果表明:圆形镜腔情况下基本振荡模式接近于TEM03模的拉盖尔高斯光束;当3个二面角误差不相同时,模式中各个区域的强度分布不对称。采用3个二面角误差基本接近且绝对值较小的棱镜可以提高光束质量。

中、远红外双波段激光器的性能优化

对两根放电管驱动的中、远红外双波段（3～5 μm＆8～ 12 μm）激光器的输出镜透过率、输出窗口等器件与参数进行了优化,试验获得了25.5 W的中、远红外双波段激光输出,两个单波段的输出功率均大于10 W,中红外波段DF激光为TEM00模,远红外波段CO2激光为TEM20模.利用φ8 mm光阑对双波段激光器的横模进行了选择,试验获得了15.4 W的TEM00基横模双波段激光输出.为红外双/多波段探测器阵列及相关系统的应用研究提供了激光光源.

基于谐振腔内非均匀介质耦合效应的矩阵计算

基于谐振腔内的非均匀介质对激光横模的耦合作用,提出了一种用于计算谐振腔内稳定振荡模式的矩阵算法。激光横模在谐振腔内往返传播时,其能量在非均匀介质的作用下发生耦合,原本不相干的模式逐渐变得相干。经多次往返传播后,各横模将按一定的能量比例线性叠加,形成稳定振荡的模式。给出了非均匀介质耦合效应的耦合矩阵,并将往返传播的激光场表示成向量形式,用矩阵计算的方法对介质前后的光场变化进行计算。建立了一个稳定平凹腔模型,对谐振腔内激光场的传播进行了矩阵计算,在不同条件下计算得到了多个稳定振荡模式,计算结果与理想模式符合得很好。该研究在一定程度上证明了非均匀介质耦合效应的存在,并提供了一种新的快速计算谐振腔内稳定振荡模式的方法。

Research on the transverse mode competition in a Yb-doped 18-core photonic crystal fiber laser

A model based on propagation rate equations is built up for analyzing the multicore Iransverse mode gain distribution in an 18-core photonic crystal fiber （PCF） laser. The two kinds of feedback cavities are used for the fiber laser, which are the buttcontact mirror and the Talbot cavity. According to the model, the transverse mode competitions in different feedback cavities are simulated numerically. The results show that the Talbot cavity can improve in-phase supermode gain, while sunnress other sunerrnodes.