气体激光器自激励产生各高阶厄米—高斯光束.pdf

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1、第35卷第5期2013年10月光学仪器OPTICALINSTRUMENTSV01．35。No．5October，2013文章编号：1005—5630(2013)05—0020—04气体激光器自激励产生各高阶厄米一高斯光束邵晓丽，马军山，侯乐鑫，陈泽军，刘长青，董祥美(上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093)*摘要：为进一步研究涡旋光，推动涡旋光在通信和医学等方面的应用，需要产生稳定的各阶厄米一高斯(HG)光束。现通过对大数值孔径外腔式He_Ne激光器进行结构微调，并采取自激励的方法直接产生各种高阶HG光束。此方法操作简单，激光模式稳定

2、，同时利用MATLAB计算出对应的高阶HG光束模式的横向光强分布。实验结果和理论计算结果基本一致，该研究为今后气体激光器的模式控制和分析奠定了一定的实验基础，得到的高阶HG光束可以用于稳定涡旋光的产生。关键词：He-Ne激光器；HG光束；CCD；MATLAB模拟中图分类号：TN248．2文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2013．05．005Generationofhigh‘orderHermite-GaussianmodesdirectlyingaslasersSHAOXiaoli，MAJunshan，HOUL

3、exin，CHENZeju．，LIUChangqing，DONGXiangmei(SchoolofOptical—ElectricalandComputerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Inordertofurtherstudythevortexlightandpromoteitsapplicationsinsuchareasascommunicationsmedicalapplicationsandother

4、aspects。itisrequiredtoproducestablehigh-orderHermite-Gaussian(HG)beams．Asimplemethodwithoutthehelpofexternalconditionsisdesignedtoexciteallhigh-orderHermite-GaussianmodesinhighnumericalapertureHe-Neexternalcavitylaserbyfine-tuningthestructureofthelaser．Theoperationissimple，stab

5、leandthebeampatternsareveryclear．TheyareanalyzedandcomparedwiththecorrespondingMATLABcomputersimulations。andtheexperimentalresultsandtheoreticalspeculationarebasicallythesame．Theexperimentalresultslayafoundationforthefutureofgaslasermodecontr01andanalysis．andthehigh—orderHermit

6、e-GaussianmodescanbeusedtogeneratestableVortexlight．Keywords：He-Nelaser；HGmodes；CCD；MATLABcomputersimulation引言在激光器的生产与应用中，常常需要知道激光器的模式状况，如精密测量、全息技术等工作需要基横模输出的激光器，而激光器稳频和激光测距等不仅要基横模而且要求单纵模运行的激光器，强激光加速粒子需要高阶模高斯光束。因此，进行模式分析是激光器的一项基本又重要的性能测试，能对激光器的模式进行分析和控制是一项非常重要的工作。‘收稿日期：2013—03—

7、21作者简介：邵晓丽(1987一)，女，山西晋中人，硕士研究生，主要从事激光及相位检测方面的研究。第5期邵晓丽，等：气体激光器自激励产生各高阶厄米一高斯光束·21·涡旋光束和光学涡旋凭借其复杂性和可观的应用前景，逐渐成为近几年学术界的热门研究课题。光学涡旋作为一种特殊的光场，具有许多新颖的特性：具有螺旋波前，中心处存在相位奇点，具有暗中空结构等，这些特殊性质使其在光通信技术、量子信息技术、传感、成像、微粒操控技术、芯片等领域具有非常广泛的应用前景[1l。而所有的应用都有赖于能够产生高质量的光学涡旋场。实验室产生光漩涡的方法主要有两大种。第一种方法是以

8、空间光调制器为载体，利用相息图产生光学涡旋，这是目前普遍采用的方法，光路简单，但这种方法产生的涡旋光不稳定，