千瓦级COIL UR90实验研究

首次报导了千瓦级化学氧碘激光器（ＣＯＩＬ）采用束转动９０°环形非稳腔（ＵＲ９０）的实验结果，测量了输出光斑的近场相位分布及远场强度分布，当激光输出平均功率为２ｋＷ时。

采用腔内设置限孔光阑抑制倒向波的理论分析

氧碘化学激光器通常采用的环形腔存在着倒向波 ,它对正向波的输出功率以及光束质量不利 ,因此必须进行抑制。以对称环形共焦非稳腔为例 ,介绍了在腔内放置限孔光阑 ,通过改变倒向波与正向波经过增益介质部分的模体积比 ,从而抑制倒向波的方法。计算结果表明 。

KDP晶体高效二倍频理论计算

根据三波耦合方程研究了基波功率密度、晶体长度、相位匹配类型、相位失配角、离散角等因素对ＫＤＰ晶体倍频转换效率的影响。给出了不同长度ＫＤＰ晶体Ⅱ类相位匹配的理论计算曲线，由此选择最佳条件进行实验，获得近８０％的倍频转换效率。

CPM,Nd:YAG非稳腔激光器的参数特性

阐述了CPM,Nd:YAG非稳腔激光器采用抗共振环(ARR)结构与一般非稳腔相结合的特点,对使用的染料溶液最佳小信号透过率进行了分析,还对该腔型的稳定性进行了实验研究及理论分析。

束转动90°环形非稳腔抗系统失调性能研究

提出了将束转动90°环形非稳腔(UR90)应用于片状陶瓷激光器的设计,将光束绕光轴旋转对波前进行平均化的思想用于改善固体激光谐振腔失调、增益不均匀、泵浦不均匀等问题。针对该设计模型,采用快速傅里叶变换方法,从镜面倾斜角度出发,计算了不均匀失调因素对输出光束光强、相位分布的影响。与常规环形非稳腔计算结果相比,UR90固体激光腔对系统失调灵敏度要求低,可改善光束质量,有效补偿系统不均匀性。同时,计算了不同放大率参数UR90腔的抗失调性能,发现在小放大率的情况下更能体现和发挥其抗失调性。得到的结论对于UR90腔应用于固体激光器起到理论指导作用。

环形非稳腔倒向波抑制的计算分析

通过自洽方程,计算带有倒向波抑制镜的环形非稳腔正、倒向波的稳定过程。通过改变腔长、放大率等参数计算,发现使用倒向波抑制镜能明显提高正向波的输出,并能抑制倒向波。当正、倒向波的频率重合时,竞争最大,抑制效果最好,正向波输出功率有所下降。对于特定的结构,存在最佳的放大率,使正向波的输出最大。通过 FFT 方法,可知环形输出功率增大,光束质量下降。计算所得的结果表明,抑制镜的引入能增大输出功率,可根据结果选择合适的参数。

90°束转动环形非稳腔模场数值分析

用矩阵方法导出了ＵＲ９０（ｕｎｓｔａｂｌｅｒｉｎｇｒｅｓｏｎａｔｏｒｗｉｔｈ９００１６７ｂｅａｍｒｏｔａｔｉｏｎ）环形非稳腔的衍射积分方程，获得了腔的等价菲涅耳数Ｎｅｑ的关系公式，分析了反向模的抑制方法并给出反向模抑制镜的曲率半径，通过数值计算的方法阐明了腔模本征值与放大因子Ｍ的变化关系，当腔的放大因子Ｍ＝１．２时，得到了腔的模场分布曲线。

UR90环形非稳腔输出模式特性的数值分析

将ＵＲ９０环形非稳腔引入氧碘化学激光器，对其输出模式进行了数值模拟计算，模拟包括了化学动力学、介质横向流动和物理光学等因素；得到与放大率Ｍ和光轴离截取镜距离ａ等参数相关的近场光强。

片状陶瓷YAG激光器的束转动90°环形非稳腔设计与数值模拟

提出将束转动90°环形非稳腔应用于片状陶瓷YAG激光器的设计。该设计采用两个薄片状YAG增益介质垂直放置形成屋脊镜,与另一屋脊镜共同构成光束旋转系统。采用快速傅里叶变换方法,计算了该腔的空腔模式分布。分析了该腔对抽运不均匀影响光束质量进行补偿的机理。并以片状增益介质侧面抽运不均匀为模型,计算比较了束转动90°环形非稳腔与常规腔的光场分布。说明束转动90°环形非稳腔应用于固体激光器,对抽运技术引起的不均匀增益平均化,改善了光束质量。为束转动90°环形非稳腔在固体激光器的应用提供依据。

UR90腔相干并束输出的实验研究

用多个UR90腔进行正向模耦合的方法来产生多束相干的激光 ,解决了反向模耦合中存在的失谐问题 ,可以大大提高系统的可靠性。并利用铜蒸气激光器实现了两台低放大倍率 (M =1 2 1)UR90腔的相干并束输出 ,对输出光束的远场方向性进行了测量分析。结果表明 ,和以前单台UR90腔相比 ,此方法对UR90腔的模控能力和输出光束的光束质量并没有明显影响 ,是一种简单而有效的耦合方式。

90°束旋转环形非稳腔几何特性分析

分析了ＵＲ９０环形非稳腔（ＵｎｓｔａｂｌｅＲｅｓｏｎａｔｏｒｓｗｉｔｈ９０°ＢｅａｍＲｏｔａｔｉｏｎ）正向模和反向模的几何特性，讨论了反向模无阻挡时的振荡条件，并导出了理想ＵＲ９０环形非稳腔的光线追述方程，考查了此腔对激光增益介质的空间自平均效应。

带抗共振环的非稳腔对撞脉冲锁模Nd:YAP(Nd:YAL0_3)激光器

本文报道用Nd:YAP (Nd:YALO_3)激光介质在带抗共振环的平-凸非稳腔结构中,选用五甲川-1,2-二氯乙烷染料,实现对撞脉冲被动锁模,获得良好锁模脉冲波形的实验结果.在1Hz的重复频率下,锁模脉冲平均脉宽<10ps,输出脉冲系列平均能量80mJ,脉冲系列能量集中于中央的三个脉冲,锁模成功率100%.输出能量稳定性80±4mJ.

百瓦级环形非稳腔板条激光器腔内校正

提出一种环形非稳腔结构,该结构将传统驻波非稳腔腔内的非共轭像差校正转换为共轭像差校正。搭建了百瓦级环形非稳腔Nd:YAG板条激光器,采用59单元自适应光学系统对腔内像差进行校正。利用980 nm参考光束和Shack-Hartmann波前传感器测量腔内像差,采用加权最小二乘法复原波前像差,最后用倾斜镜和变形镜进行校正。最终在低抽运功率下将输出功率从105.8 W提高到113.1 W,光束质量β因子从6.98优化到2.33。该研究为环形非稳腔应用于高功率固体激光器并获取高输出光束质量提供了一种技术途径。

环形非稳腔倒向波抑制镜抑制效果的数值模拟

对环形非稳腔激光器做数值计算模拟,给带有倒向波抑制(RWS)镜的环形非稳腔激光器的设计提供了数值参考。通过自洽方程,用Matlab计算带有倒向波抑制镜的环形非稳腔正、倒向波的稳定过程。改变腔长、放大率等参数来计算,发现使用倒向波抑制镜能明显提高正向波的输出,并能抑制倒向波。气体分子的多普勒频移导致正、倒向波的频率变化。频率分开的越小,竞争越大,抑制效果越好,正向波输出功率则有所下降。对于特定的结构,存在最佳的放大率,使正向波的输出最大。计算结果表明,倒向波抑制镜的引入能增大环形非稳腔输出功率。计算结果对实际环形非稳腔的设计十分有用。