气流方向Z型折叠离轴混合非稳腔研究

提出并研究了一种气流方向Z型折叠离轴混合非稳腔,应用在小型化DF气流化学激光装置中(增益体积为30 mm×40 mm×125 mm),实现了平均功率550 W、光束质量β值1.8(稳定腔方向β值为1.5,非稳定腔方向β值为1.9)、光谱覆盖3680~4089 nm的中红外连续激光输出。该腔在气流方向是平凹稳定腔,并且进行了Z型折叠以减小稳定腔方向上的增益尺寸;在高度方向是正支共焦非稳腔。针对稳定腔方向上远场光斑从高阶横模振荡到基横模振荡的物理过程进行了理论计算与实验研究,光腔振荡的计算结果与实验结果吻合较好。计算与实验结果表明,气流方向Z型折叠离轴非稳腔可用在小型化、紧凑型DF气流化学激光装置中,实现高功率、高光束质量中红外连续激光输出。