资源描述：
《激光光束质量参数测量的实验研究讲解》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、第24卷 第6期2000年12月激 光 技 术LASERTECHNOLOGYVol.24,No.6December,2000激光光束质量参数测量的实验研究赵长明(北京理工大学光电工程系,北京,100081)摘要:采用CCD系统实验测量了LD泵浦Nd∶YAG激光器的光束质量参数,研究了CCD系统的背景噪声特性和积分区域选取对光束质量参数测量的影响,从实验数据中得到以下结论:(1)在有、无背景光两种条件下,背景记数强烈地依赖于曝光时间和像素的合并,温度影响可以忽略不计;(2)为获得M2合理的测量结果,至少要选择5%积分区
2、域。关键词:M2因子 CCD摄像机 光束质量InvestigationontheexperimentalmeasurementoflaserbeamqualityZhaoChangming(Dept.ofOpticalEngineering,BeijingInstituteofTechnology,Beijing,100081)Abstract:ThebeamqualityofaLDpumpedNd∶YAGlaserismeasuredwithCCDcamerasystem.Thebackgroundcharacteris
3、ticsoftheCCDsystemandtheinfluenceofthesizeofintegralboxuponmeasurementresultsareinvestigated.Thefollowingconclusionscanbederivedformexperimentalresults:(1)Backgroundisstronglydependuponexposuretimeandpixelbinning,whiletemperaturehasanignorableeffectuponit,whetherw
4、ithorwithoutambientlight.(2)A5%2cutistheminimumvalueinordertogetareasonableresult.Keywords:M2factor CCDcamera beamquality引 言激光光束质量参数,即M2因子的测量是近几年研究的一个热点。ISO建议的测量方法包括两维面阵探测系统或二维单元扫描系统、套孔法、移动刀口法和移动狭缝法[1]。用以电荷耦合器件(CCD)为代表的面阵探测器件测量激光光束质量参数具有速度快、数据量大和易于计算机处理的优点,特别是对于
5、脉冲激光的测量具有特殊的优势。CCD器件用于定量测量存在的问题是:直流基线漂移和随机噪声。因为基于二阶矩方法定义的束宽是以距离平方作为积分权重的,远离光束中心的随机噪声会对积分结果产生较大的影响[2],为此,测量中要适 7 ZhangShL,LuM,WuMXetal.OptCommun,1993;96(4):245～2488 韩艳梅,张书练,李克兰1激光技术,1997;21(2):111～1149 ZhangShL,LiKL,WuMXetal1OptCommun,1992;90:279～282 333 作者简介:李 岩,
6、男,1963年5月出生。博士,副教授。从事激光及光电系统的研究和光电仪器设计。傅 杰,男,1973年10月出生。硕士研究生。现主要从事频率分裂双频激光器技术及其应用方面的研究。张书练,男,1945年10月出生。教授,博士生导师,美国OSA会员。现主要的研究领域为光学与激光,光电技术及系统的理论其应用。收稿日期:1999209206 收到修改稿日期:1999210211©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.342 激 光 技 术2
7、000年12月当选择积分区域的大小。一些理论研究结果给出过选择积分区域的准则[3],即以束宽的某一倍数作为积分区域,而束宽正是欲测参数。所以,对于一个未知的待测光束如何选择积分区域,还没有可以应用的测量准则。因此,有必要从实验上研究光束质量的测量问题。下面报道了作者在德国柏林技术大学物理系光学研究所H.Weber教授的研究组访问期间,在激光光束质量参数测量方面的一些实验结果。1 实验装置实验是在一台LD泵浦的Nd∶YAG激光器上进行的,LD泵浦光通过光纤直接耦合到Nd∶YAG晶体上,谐振腔由镀在Nd∶YAG晶体上的高反膜和
8、独立的输出镜构成,通过机械平移机构改变泵浦光在晶体上的位置,或通过调节输出镜,都可以获得基横模或各种阶次的高阶单横模,在大多数情况下获得的是矩形对称 Fig.1 Laserbeamqualityparametermeasurementexperimentalsetup的厄米2高斯模,经过仔细调整也可以
