高斯光束参数简介及束腰的快速测量计算

从实用观点介绍了高斯光束的概念及相关参数,如高斯光束的束宽、瑞利距离、共焦参数、"M2"值、光强分布、光斑的有效面积及能量密度等。利用高斯光束的数学特征,将其转换成误差函数的表征形式,介绍了一种测量高斯光束腰斑尺寸的方法——90/10刀口法,这种方法只需测量90%,及10%,的透过光强,与孔径法、CCD扫描法、曲线拟合法等其他测量方法相比更快速、更简便、更精确。

高斯光束照射下联合变换相关器特性研究

为了研究联合变换相关器中照明光束对输出相关点的影响,针对特定目标图像,采用数值模拟的方法,定量分析了联合变换相关器中照明光束为高斯光束时,输出相关峰值随高斯光束特性参量和输入图像在输入平面上位置的变化情况。得到了输出相关峰值随高斯光束腰斑半径减小和输入平面上目标图像位置偏离高斯光束中心距离的增加而减小的结果。模拟结果显示,如果腰斑半径1mm的高斯光束,扩束为腰斑半径32mm的高斯光束时,刚好满足输入图像在光斑边缘处输出相关峰值为输入图像在光斑中心处输出相关峰值的90%,则要求扩束前后高斯光束腰斑中心振幅比值为5.7。结果表明,为使输入图像在整个输入平面上任何位置都输出高的相关峰值,扩束后的高斯光束腰斑半径应满足一定要求。

高斯光束在克尔型非线性介质中的演化特性

由光束在克尔型吸收介质中传输的非线性薛定谔方程,推导了高斯光束注入介质后满足的耦合方程,并分别在不考虑吸收和高阶展开项的情况下,对脉冲的腰斑半径的演化进行了理论分析。发现当注入脉冲满足一定的条件时,脉冲可以以“孤波”的形式传播。当考虑吸收和高阶展开项时,脉冲不存在“孤波”形式,且存在一个阈值,低于阈值的输入,脉冲发生自聚焦;对高于阈值的输入,腰斑半径随着距离的增加而增加,聚焦趋势根本就不存在。

激光聚焦与激光打微孔实验设计

利用激光束的高亮度、高方向性、高单色性等特点,让固体激光器所产生的激光依次通过光阑、准直镜组、聚焦透镜来获得光斑半径小、强度高的光束,并用其对金属靶材进行加工,得到了优于机械打孔的微孔.

超大环形激光陀螺仪谐振腔参数研究

大型激光陀螺是一种基于Sagnac效应的惯性传感器。随着尺寸的增加,基模运转和增益成为重要参数。针对镜片匹配、放电电流大小及腔长等,计算了ABCD矩阵与高斯光束的特征参数,验证了不同边长下环形谐振腔腰斑位置及放电电流对光阑的影响。实验结果表明,出光阈值处光斑质量最优,光斑最为平整,比值接近于1且对称结构有利于高效读取信号。这对大型激光陀螺腔体设计具有一定的参考意义。

光束品质因子M^2及其性质

讨论了光束品质因子 Ｍ２

高斯光束在克尔型非线性介质中演化的奇异特性

由光束在克尔型吸收介质中传输的非线性薛定谔方程出发,推导了高斯光束注入介质后满足的耦合方程。在不考虑高阶展开项的前提下,将介质分为无吸收、有吸收两种情况,对脉冲的腰斑半径的演化进行了解析分析,得到注入克尔型非线性介质中的高斯光束,形成“孤波”必须满足光束在束腰处注入,介质没有吸收的条件;当考虑高阶展开项时,通过数值分析发现,无论介质是否存在吸收,光束传输不存在“孤波”形式,而是在注入强度的控制之下。当注入强度较小时,自聚焦过程是它的一个主要结果。但当注入脉冲的强度增加后,除了腰斑半径不为零的区间增加,光束仍保持聚焦的正常现象之外,存在一个阈值。当注入强度超过此阈值时,腰斑半径随着距离的增加而快速增加,聚焦趋势根本就不存在。

LD端面抽运1.5μm Er^(3+),Yb^(3+)∶YAl_3(BO_3)_4激光器

报道了一种基于Er3+,Yb3+∶YAl3(BO3)4晶体的1.5μm固体激光器。为了解决由晶体严重的热效应所导致的激光器转化效率较低以及无法连续运转的问题,对控温炉设计以及抽运光源参数,如调制频率、占空比和腰斑尺寸等,进行了实验优化,从而减小了晶体的热负载,提高了准连续激光器的输出性能。在抽运源调制频率为40Hz,占空比为10%,抽运光腰斑半径为80μm,注入功率为17.6W时,获得了2.6W的准连续1.5μm激光输出,斜率效率为18.1%;同时在抽运功率为5W时,实现了290mW的连续单横模1.5μm激光输出,斜率效率为8.5%。

纵向抽运Cr^(3+)∶LiSAF_6激光器小信号增益的理论研究

提出了计算小信号增益的理论模型 ,用来研究纵向Cr3+∶LiSAF6激光器中抽运聚焦特性对小信号增益的影响。对Cr3+∶LiSAF6晶体小信号增益进行了最佳化计算 ,求出了几种给定抽运功率下腰斑半径和焦点位置的最佳值。计算结果表明 ,在最佳化条件下Cr3

高斯光束照射下的Vander Lugt相关器的特性研究

针对特定目标图像,定量分析了在Vander Lugt相关器中照明光束为高斯光束时输出相关峰值随高斯光束特性参量的变化情况。结果表明,输出相关峰值随高斯光束腰斑半径的减小和输入场景中目标位置偏离高斯光束中心距离的增加而减小。为了得到高的输出相关峰值,由扩束准直光学系统输出的高斯光束腰斑半径应满足一定的要求。