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《电极膜层对大功率射频板条co激光器腔内光场模式的影响（可编辑）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、电极膜层对大功率射频板条CO2激光器腔内光场模式的影响应用激光...第卷第期年月电网测茜蝴率射频扳条激光器腔内光场模式的影响肖龙胜李根,唐霞辉,秦应雄,王度,武汉光电国家实验室筹,华中科技大学光电子科学与工程学院,湖北武汉摘要通过求解板条波导内电磁场本征模式,分析了金属板条表面镀介质膜对腔内光场传输特性的影响。分析表明板条内存在着和。两种不同的本征模式,而膜层材料或电极金属的介电常数对决定波导内本征模式及其损耗起重要作用,计算了几种常见电极波导材料的损耗系数,结果表明金属波导中波的损耗系数约为波的倍以上,而镀有氧化物介质膜中
2、波和波的损耗系数保持在一个数量级内,其中,镀有氧化铝膜的波导传输损耗最小。关键词激光光学;电极膜层:本征模式:射频板条:激光器./.中图分类号:;文献标识码:,,,,/,,,日比.,,,,..,,.眦,,.;;;能具有比较小损耗,甚至会优于传统的高反射率金引言大功率射频板条:激光器中普遍采用由大面属波导。因此,根据射频板条:激光器平板电极波积平板金属电极与一对球面镜构成的非稳波导混导的边界特性和材料光学特性重新计算出极间本合腔一,由于电极间距一般为,它对光场征模式是很有必要的。本文求解了板条波导内沿正向传输电磁场本传播起到波
3、导的作用,另一方面,球面镜构成望远镜系统的共焦非稳腔】,光束经尾镜的反射后变换征模式,给出了输出发散角的表达式,利用该结论成平面波在输出镜的侧面耦合输出。该腔腔内横模分析了金属电极波导与镀有介质膜的电极波导对的分析方法一般采用分离变量法,平板电极之间光场传输损耗的影响。窄方向光场本征模式一般是将文献给出的矩平板电极间光场本征模式分析非稳波导腔的结构如图所示,其中图为非形介质波导模式简化为一维情况,在较宽的方向上,光场并不受到波导壁的约束,因而不会呈现窄稳波导腔整体示意图,图为板条波导横截面上方向上的正弦分布特性,而这个方向上
4、的分布主要的结构示意图。输出镜、反射镜以及大面积平由腔镜结构决定。另外,电极表面的光学特性对光板电极构成非稳波导腔,平板电极的几何尺寸为场的传输损耗也有明显的影响,光场在电极表面以埘,电极间距为,平板与两反射镜、的距离分掠入射为主,场的折射振幅部分很小。一些在斜入别为。、:,输出镜的曲率半径为。,反射镜的射下传输损耗较大的介质材料在掠入射情况下可曲率半径为尺:,腔长。。与缸方向收稿日期:;收到修改稿日期:卜?一?万方数据上构成一维共焦非稳腔。一;在方向构成一首先讨论旷’:“’≠的情况。由上文分析维波导结构,激光束从反射镜倾
5、边边缘输出”。可知,。,代入到式矿’南‘一’鲁雄等五可知警:。这说明‘’在;方向上为常数,一即月’。而场的横向分量均可用纵向分量表示,这样就得到场各分量的表达式∽∽∞一“斗非稳波导腔整体不意图‖:“二簪知。’一。非&。区域,√,,堂》“任’竹‘‘,板条波导结构示意图式中,,是常数振幅,是常数相位,∞是光场频图非稳波导腔的结构率,‰是真空介电常数。在区域中,场沿方向呈指数衰减,而传输方向上的波数”与区域的相同,按照一般的分析方法,两电极间区域的光场模式可由下式表示即&,《’。区域内的场分量可写为芦”&,,::’&,。“,一’匕
6、,“’;,‘”‘”岛“’。&,?一.Ⅳ¨“式中,&表示电场强度矢量或磁场强度≥二亲口扎.。、,一矢量,,、,、:分别是坐标轴的单位矢量,%。“矿’是沿乃,向上的传播常数。“、由于平板电极仅在方向上限制光场传播,因此将式带入亥姆霍兹方程求解助或胃的横向分布时”:鱼争日托气“,会遇到缺少边界条件的困难,但这个边界条件可以被非稳方向上光场的相位关系取代:共焦非稳腔的式中,,是常数振幅,乳是区域的介电常数。在两个腔镜在该方向上构成望远镜系统,即由反射一±:,将式、代入边界连续性条件,形成的球面波经过镜反射后在一平面内形成■。:“止■
7、得平面波,即光线矢量的方向与轴平行。这说明场的、分量不能同时不为,即?且》一三‰占水。,.。一万方数据方栏与文献附录中的式相对于?。???』???~低阶模而言,其解为‖//??旷九’酉/州蕊菘高于’》。‘象’愕豪,?兰旷们,一华瓴/一当为奇数,妒,;当为偶数,吼盯/。由?,??兰?一”扒石忑弓丁、式可以看出.在平板波导中,光场可能存在的模式为。或者。模式而并非在矩形介质波导≯。雌‘奈’¨荣,中的混杂模。。这是因为矩形波导在两个方向上?垒:的边界条件约束,使波导内场的纵向分量必须都不、/岛一为。即为混杂模。,而望远镜系统则要
8、求场的横式中为正整数,当为奇数,妒,一/;当向分量中必须有一个并且只有一个为,因此。和。分别对应着两个偏振方向在横向相互垂直的本为偶数,妒,。对于日’≠,矿’的情况,同样征模式,其最低阶模分别为.和。。,仅从表达符可得号上看,这两种本征模式可以看成。和。‖波导材料与传输损耗的分析,:’皓:
