脉冲激光器的高斯镜谐振腔的近场分布特性研究.pdf

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1、硕士学位论文脉冲激光器的高斯镜谐振腔的近场分布特性研究STUDYONNEARFIELDISTRIBUTIONCHARACTERISTICSOFGAUSSIANMIRRORRESONATORINPULSEDLASER金宇哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：T248学校代码：10213国际图书分类号：535密级：公开工程硕士学位论文脉冲激光器高斯镜谐振腔的近场分布特性研究硕士研究生：金宇导师：吕志伟教授申请学位：工程硕士学科：光学工程所在单位：光电子信息科学与技术答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Cla

2、ssifiedIndex:T248U.D.C:535DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONNEARFIELDISTRIBUTIONCHARACTERISTICSOFGAUSSIANMIRRORRESONATORINPULSEDLASERCandidate：JinYuSupervisor：Prof.LvZhiweiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PhysicalElectronicsAff

3、iliation：Dept.ofOptoelectronicInformationScience&TechnologyDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要激光已经在生活中随处可见，各式各样的激光器广泛应用在各个领域中。但是，通常激光器发出的激光近场基本上式呈现高斯型分布，光强部分不均匀，不利于在工业中的应用。本文结合将高斯镜谐振腔应用在Nd：YAG激光器上，研究脉冲式高

4、斯镜谐振腔近场光强分布的特性。首先，对于改善近场的光束整形技术有许多种，例如利用液晶空光调制器、非球面镜等方法都可以实现，但是本文采用的是高斯镜谐振腔的方法，原因是它可以直接控制激光器光束的输出情况，不需要在激光器出光后再引入光学元件。它具有具有成本低、损伤阈值低、可以简化光学系统改善光束质量的优点。然后从谐光学谐振腔的理论研究入手，结合菲涅尔积分方程对高斯镜谐振腔的输出光场分布进行了数值模拟。通过对腔长，高斯镜参数的选定，对平凹腔和非稳腔在理论上都可以实现近场光强均分的输出。并且对开腔中采用的Fox-li和矩阵特征向量法进

5、行对比，矩阵特征向量法的优点在于可以一次性求解腔内可能存在的有所模式。最后设计了高斯镜平凹腔稳定腔、平平介稳腔和凹凸非稳腔的结构。通过对谐振腔腔长、凹面镜凸面镜曲率半径以及高斯镜膜斑尺寸的改变，分别进行了对谐振腔输出能量和输出光场强度空间分布的实验研究。发现实际结果与理论仿真结果相符，并且中得到了形式上的五阶超高斯光束，近场调制度1.4651，非稳腔中,几何放大倍率为1.8的情况下得到了四阶超高斯光束，近场调制度1.3747。关键词：近场；高斯镜；谐振腔；近场调制度；I哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractLaser

6、hasbeenseeneverywhereinlife,andawidevarietyoflasersarewidelyusedinvariousfields.However,beamproducedbyordinarylasersusuallyhaveaGaussiandistributioninnearfield,whichisnotconducivetoindustrialapplications.Inthispaper,theGaussianmirrorresonatorisappliedtoaNd:YAGlaser

7、tostudythenear-fieldlightintensitydistributioncharacteristicsofapulsedGaussianmirrorresonator.Firstofall,therearemanykindsofbeamshapingtechniquesforimprovingthenearfield.Forexample,liquidcrystalemptylightmodulators,asphericalmirrors,andothermethodscanbeused.However

8、,thismethodusesaGaussianmirrorresonatorbecauseitcandirectlycontrolthelaserbeam.Theoutputdoesnotrequiretheintroductionofopticalcomponentsafterthel