高功率隔离器热致退偏分析与补偿设计

针对磁光晶体在大功率光隔离器中的应用,结合实际光学元件参数,利用琼斯矩阵分析了隔离度与入射光功率间的关系。提出基于外置材料,对磁光晶体热致退偏效应的补偿方案:针对两种不同的常见补偿材料,给出了它们的设计参数,并对两种材料的补偿效果进行对比。结果表明,在50 W的光功率下,利用CaF2晶体和SiO2,可分别提高隔离度约15dB和4dB。

管状固体激光器中的热致退偏分析

对非均匀发热的管状YAG激光器的热应力双折射和热致退偏进行了深入研究,计算模拟了不同管壁厚度和泵浦功率下的热致双折射光程差和热致退偏损耗。

环形激光二极管抽运激光棒的热致退偏分析

利用自行编制的热效应模拟软件 ,采用光线追迹方法获得激光棒内的热沉积分布 ,在此基础上利用热传导模型和热力光学模型 ,对高功率环形激光二极管阵列抽运的棒状激光放大器中动态热致退偏进行了详细模拟计算 ,并比较了不同输入功率下的热致退偏情况。结果表明 ,采用基于光线追迹的发热模型 ,可以很好地计算环形激光二极管抽运激光棒中的热效应问题 ;瞬态下的光程差分布和同消色线退偏图案的环数与棒内瞬态温升分布有关 ;输入功率越高 ,热效应引起的相对光程差就越大 ,波前畸变就越大 ,引起的热致退偏也就越严重 ,在同消色线图案中的环数就越多。

Nd:YAG方形薄片激光介质应力双折射及退偏损失

在高功率Nd:YAG激光器中,由于部分抽运能量转化为热能沉积在介质之中,以及不均匀的冷却,导致激光介质内的温度分布不均匀,温度梯度进一步导致了介质内应力双折射、热透镜等热效应。模拟计算了Nd:YAG薄片激光介质在一定温度和应力分布条件下的应力双折射,并模拟计算了线偏振光通过该薄片介质后的退偏损失,计算结果与实验结果相符合。总结了一套计算晶体应力双折射的数值方法,并在此方法基础上编制了相应的MATLAB程序,为晶体应力双折射的消弱和退偏损失的补偿提供参考。

腔内偏振元件对激光特性的影响

Nd∶YAG固体激光器的偏振特性在许多实际应用中非常重要。特别是在非线性光学频率变换中,无论是实现Ⅰ类相位匹配还是Ⅱ类相位匹配的非线性光学晶体,对基频光的偏振特性都有一定的要求。研究了半导体激光侧向泵浦固体Nd∶YAG激光器的偏振特性。实验测量了腔内镀膜偏振片和它们在腔内不同位置时对激光偏振特性的影响。消光比测量表明,热致退偏效应影响激光的偏振特性。合理选择腔内偏振片的位置和在腔内插入1/4波片补偿热致退偏效应,能够获得较好的偏振激光,可提高和频紫外激光功率。

端抽运板条放大器特性参数测试系统

利用端抽运板条放大器多角度通光的特点,建立了一套板条放大器各特性参数的测试系统,实现了动态加载条件下板条放大器的可提取功率、波前畸变及退偏度等多参数的同步测试。该系统包含千瓦级的窄线宽注入光源及提取功率测试系统,高精度热致波前畸变及退偏测试系统。当注入光源功率为2.7 k W,抽运电流为90 A时,板条放大器中可提取功率约为2.9 k W,波前畸变幅值差值小于1μm(27 mm口径),热致退偏约为5.1%。对比无注入光时测得的放大器相关特性参数,两者差异较大,说明了该测试系统对于准确掌握板条放大器性能的必要性。