CO-,2-激光器二元光學(xué)諧振腔模式優(yōu)化的研究.pdf

1、該文圍繞改善激光器輸出光束質(zhì)量這一中心,根據(jù)激光應(yīng)用的要求,通過合理選擇諧振腔參數(shù),增大橫模間隔,抑制高階橫模的振蕩,按預(yù)定要求輸出超高斯分布的基橫模平頂光束.該文處先基于標(biāo)量衍射理論推導(dǎo)出了二元光學(xué)元件的衍射效率與量化等級(jí)數(shù)之間的關(guān)系,給出了二元光學(xué)元件設(shè)計(jì)的一般方法.然后以衍射的角譜理論為基礎(chǔ),用矩量定理討論了任意光束的傳播規(guī)律,從幾何光學(xué)和衍射光學(xué)的角度完整地分析了二元光學(xué)諧振腔的模式特征,用有限元方法數(shù)值對(duì)二元光學(xué)諧振腔、非球面

2、腔和球面進(jìn)行衍射分析,比較了三種腔型的差異,給出了二元光學(xué)諧振腔的設(shè)計(jì)方法.接著,針對(duì)二元光學(xué)反射鏡的量化誤差對(duì)輸出光束均勻度的影響,分別用模擬退火算法和遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),提出了優(yōu)化算法初始參數(shù)選擇的實(shí)用建議.分析了國(guó)內(nèi)外二元光學(xué)元件的加工現(xiàn)狀,制作并測(cè)試了用于小功率CO<,2>激光器和大功率CO<,2>激光器的二元光學(xué)反射鏡.最后對(duì)外腔式小功率CO<,2>激光器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究,與原球面腔輸出圓形光斑、多模激光束不同,新型二元光學(xué)諧振