空间滤波器失调对2kW射频板条CO2激光器输出光束的影响

2kW射频板条CO_2激光器光束整形系统中空间滤波器具有消除旁瓣、提升光束质量的作用,研究其失调对输出光束的影响具有现实意义。通过理论和实验研究了空间滤波器失调对光强分布的影响,理论分析与实验结果基本一致。数值模拟了失调对输出功率的影响。结果表明,空间滤波器非稳方向横向位移失调对输出功率的影响不是线性的,输出功率损耗随着横向位移的增加急剧增大;对整形光束光强分布的影响很大,失调量大于0.2mm时就会使整形光束非稳方向出现明显的旁瓣。空间滤波器轴向位移失调对功率影响较小,但对光斑形状有比较明显的影响,失调量达到10mm时,整形光束两个方向的直径差可达3mm。空间滤波器旋转失调角度在10°以下时,对整形光束非稳方向光束的影响可以忽略,主要影响波导方向光束,旋转失调会使模式变差。旋转失调对功率也有较大的影响,失调角度为10°时,功率损耗增加到25%。

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。