激光束衍射极限倍数β的确定方法

针对实用中由于参考光束选择标准不统一导致同一激光束的光束质量衍射极限倍数 β因子值不确定的问题 ,利用衍射理论对各种参考光束的远场衍射特性进行了计算和分析 根据研究结果建议 ,在测定激光束衍射极限倍数 β时 。

阵列合成激光束在湍流大气中传输的研究进展

多路激光束合成是获得高功率和高能量激光输出的有效途径,因此,多年来光束合成方法和技术得到了广泛的关注和深入研究。近年来,随着空间光通信和激光传播工程等应用需求的发展,合成光束在湍流大气中的传播过程及其规律研究也逐渐成为光传播研究领域的热点问题。针对多种典型激光阵列合成光束,首先对比分析了广义Huygens-Fresnel原理、Rytov微扰近似以及随机相位屏数值模拟等方法在激光阵列合成光束大气传输研究中的应用;其次,阐述了合成光束传播应用研究中的桶中功率、衍射极限倍数β、M^2因子、光束传输因子等光束质量评价因子的评价作用;最后,根据阵列合成激光束的研究现状和成果,提出了应进一步深入研究的问题。

激光束质量因子M^2及其测量

激光束的质量因子Ｍ２是一种全新描述激光束质量的参数，能够定量地表征单模、多模光束的传播特性。描述了Ｍ２因子的概念和测量方法，利用面阵ＣＣＤ探测器研制一套光束质量测量系统，对激光束质量因子Ｍ２进行测量，并给出测量结果的不确定度。

光纤激光基模光束的β因子

光纤激光器凭借其优良特性已在众多领域中得到广泛应用,光束质量是衡量其性能的重要指标之一.M^(2)因子是应用较为广泛的一种评价因子,但已被证明并不适用于非高斯分布的光斑,此时常用b因子来评价.本文以光纤激光基模光束为研究对象,理想光束选取包含LP_(01)模99%能量的圆形实心均匀光束,理论研究了b因子与阶跃折射率光纤中LP_(01)模的各项参数之间的关系.研究发现:采用经典的b因子定义方法,当归一化频率V大于1.8时,LP_(01)模的b值小于1,远场聚焦能力优于理想光束.此外,b因子随归一化频率V、纤芯半径a或数值孔径NA的增大而减小,并且与M^(2)因子呈非线性关系.

评价激光光束质量的各种方法

详细地介绍了各种激光光束质量的评价标准 ,提出了光束质量的评价标准与实际的应用类型有关。通过各种光束质量的定义和表达式的相互比较 ,针对具体的实际应用目的 ,指出了它们各自的适用范围和局限性。重点阐述了M2 因子应用的普适性 ,给出了M2 1的证明 。

激光光束质量的评价方法

激光光束质量是一个很有现实意义的论题,对不同应用的激光光束其质量的评价标准一般不同。给出了几种有代表性的激光光束质量的评价方法,并分别对各种评价标准的合理性与适用性进行了详细的分析;研究了实际应用中对激光光束质量的一些要求和相关的评价参数。

激光光束质量的评价参数及其特性分析

首先给出了常用的激光光束质量评价参数的准确定义和一般测量方法,然后对各种评价标准的合理性和适用性进行了详细分析和比较.结果表明,衍射极限倍数β因子可以从本质上表征激光束的光束质量,同时因测量方便,所以是比较理想和实用的光束质量评价指标.环围能量(功率)比BQ值直观反映靶目标上光束的能量集中度,在评价目标处的光束质量时拟采用BQ值指标.本文的工作对于规范和建立统一合理的激光光束质量的评价标准和测量方法具有重要意义.

基于非稳腔的非链式脉冲HF激光光束质量优化

采用正支虚共焦非稳腔对非链式脉冲HF激光谐振腔进行了优化,提高了激光光束质量。采用不同放大倍率和不同模体积直径,设计了5种不同参数的激光谐振腔。利用聚焦法测量了焦面远场光斑,采用衍射极限倍数法分析了激光光束质量变化规律,比较了不同腔参数激光脉冲能量的变化规律。实验结果表明,非稳腔放大倍率大于2.5倍情况下,可以得到约2.3倍衍射极限的激光输出。为了得到较好的实验结果,在实验所用的放电电极结构下,激光模体积直径控制在增益区截面直径的80%以内情况下得到的光束质量较好。

非链式脉冲DF激光器非稳腔设计与实验研究

采用正支虚共焦腔型对非链式脉冲DF激光器进行非稳腔参数设计并开展实验研究,通过与平凹型稳定腔的对比,揭示了非稳腔在压缩激光远场发散角、提升光束质量方面的显著优势。选取能体现远场能量集中度以及实际光束与理想光束偏移程度的衍射极限倍数β为光束质量评价参数,实验中以86.5%环围能量定义光斑大小,并利用90-10刀口法测量光斑尺寸。通过对不同放大率及模体积的9组非稳腔实验结果的对比,得到了设计优化非稳腔结构参数的规律。综合输出能量、远场发散角、衍射极限倍数β三方面因素,得到了最佳非稳腔参数为放大率M=1.89,后反射镜口径D=40mm,此时激光远场发散角(全角)为0.74mrad,β=1.35,输出能量为1.86J,峰值功率为16.4MW。

光束质量评价及其在高功率板条激光器中的应用

针对高功率板条激光器输出激光的高阶空间频率分量较多、光斑形状为长条形等特点，指出衍射极限倍数β值或环围能量比γ值用于评价板条激光器输出激光光束质量时需注意的条件，以及光斑能量百分比和理想光斑形状等因素对光束质量测量结果的影响，并以千瓦板条激光器输出光束为例说明基于桶中功率（PIB）的β因子的计算方法，提出以包含时空特性的口因子是作为衡量高功率板条激光器光束质量的有效方法。