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混合远近场太赫兹通信中波束色散分析及预编码设计
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作者 赵笑洁 郝万明 +2 位作者 王芳 杨守义 黄崇文 《无线电通信技术》 北大核心 2024年第1期143-151,共9页
为解决宽带太赫兹通信中传统混合预编码架构中的波束色散问题,将时延器引入到该架构中,并研究基于时延器的混合预编码架构性能。讨论了混合远近场太赫兹通信中的波束色散问题,分析了引入时延器后的混合预编码架构及其性能,提出了一种基... 为解决宽带太赫兹通信中传统混合预编码架构中的波束色散问题,将时延器引入到该架构中,并研究基于时延器的混合预编码架构性能。讨论了混合远近场太赫兹通信中的波束色散问题,分析了引入时延器后的混合预编码架构及其性能,提出了一种基于远近场的混合预编码算法,对所提算法和传统的混合预编码算法进行了仿真。仿真结果表明,所提算法在性能上优于传统算法,可以有效缓解混合远近场中的波束色散。 展开更多
关键词 远场 近场 混合远近场 混合预编码 波束色散
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低NA大模场光纤高耦合效率模场适配器
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作者 熊峰 慕伟 +4 位作者 王洋 马云亮 徐呈霖 张琦 张小贝 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1-13,共13页
为提高低数值孔径大模场光纤与单模光纤的耦合效率,并提高输出光束的光束质量,结合加热扩芯技术和大模场光纤拉锥技术实现二者的模场匹配。基于粒子扩散和绝热拉锥方程分别建立了热扩芯光纤和锥形大模场光纤的理论模型,并仿真了其模场... 为提高低数值孔径大模场光纤与单模光纤的耦合效率,并提高输出光束的光束质量,结合加热扩芯技术和大模场光纤拉锥技术实现二者的模场匹配。基于粒子扩散和绝热拉锥方程分别建立了热扩芯光纤和锥形大模场光纤的理论模型,并仿真了其模场分布和传输特性,优化了器件的结构及制备参数。采用数值孔径分别为0.06和0.05的商用和自制的锥形大模场光纤与无附加损耗的热扩芯光纤,制备得到两款模场适配器。分别对器件的插入损耗和光束质量因子进行了实验测试,基于数值孔径分别为0.06和0.05的大模场光纤的模场适配器的正向插入损耗分别为0.29 dB和0.23 dB,正反向损耗差值分别为0.19 dB和0.06 dB,输出光束的质量因子分别为1.26和1.15。仿真和实验结果表明,低数值孔径的大模场光纤对于高阶模式的抑制能力更强且受到纤芯偏移和角度偏移影响更小。基于数值孔径为0.05的大模场光纤的模场适配器具有更高的耦合效率和光束质量,在高功率光纤激光器中有广泛运用前景。 展开更多
关键词 光纤光学 模场适配器 光束质量 数值孔径 插入损耗
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径向剪切干涉法综合诊断光束质量研究 被引量:6
3
作者 赵军普 陈波 +9 位作者 彭翰生 景峰 秦兴武 胡东霞 李强 刘华 孙志红 徐隆波 程娟 卢宗贵 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期565-568,共4页
为了解决高功率激光装置光束质量诊断系统的自验证问题,研究了基于空间相位调制的径向剪切干涉法综合诊断光束质量的实验应用。该方法理论上只需一台干涉仪且从单幅干涉图中获取光束的近场、相位和远场分布信息。实验结果表明,目前可以... 为了解决高功率激光装置光束质量诊断系统的自验证问题,研究了基于空间相位调制的径向剪切干涉法综合诊断光束质量的实验应用。该方法理论上只需一台干涉仪且从单幅干涉图中获取光束的近场、相位和远场分布信息。实验结果表明,目前可以得到高分辨率的相位分布,由测量近场和相位恢复出的远场同CCD直接测量得到的远场形态相同,环围能量比曲线相当吻合,不足之处在于只能提取近场较低空间频率成分,还达不到CCD直接测量的空间分辨水平。 展开更多
关键词 光束质量 径向剪切干涉法 近场 远场 相位
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大功率半导体激光器远场特性研究 被引量:9
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作者 李丽娜 吴金辉 宋俊峰 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期95-97,共3页
由于半导体激光器输出光束的不对称性 ,使得它在许多应用过程中必须采用特殊的光学系统进行光束整形。在设计光学系统的光学元件及进行光学耦合时需要了解激光器的远场特性。通过用量子阱激光器的解理面上的边界条件解亥姆霍兹方程 ,获... 由于半导体激光器输出光束的不对称性 ,使得它在许多应用过程中必须采用特殊的光学系统进行光束整形。在设计光学系统的光学元件及进行光学耦合时需要了解激光器的远场特性。通过用量子阱激光器的解理面上的边界条件解亥姆霍兹方程 ,获得关于远场强度分布、光束散角 ,并用计算机给出各种理论曲线及数据。用自行设计制作的测试装置测量 ,获得激光器的远场分布曲线给出了测试数据。计算机给出的理论远场分布曲线与实验测试获得的远场分布曲线完全一致。 展开更多
关键词 大功率半导体激光器 光束质量 远场特性 不对称性 光学系统设计 光束整形 量子阱激光器 亥姆霍兹方程 光束散角
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强激光远场光束质量参数的测试 被引量:7
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作者 叶征宇 宋海平 +5 位作者 王龙 王涛涛 于彦明 吕跃广 王智勇 蒋毅坚 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期87-91,共5页
提出漫射红外成像-多点标校测量方法,用于测量强激光远场光束质量参数。在激光远场距离处设置漫反射靶板,用成像探测器摄取经靶面漫射的脉冲强激光光斑图像;在靶面中心处挖小孔,孔后放置能量探测器实时测量激光脉宽和峰值功率。同时对... 提出漫射红外成像-多点标校测量方法,用于测量强激光远场光束质量参数。在激光远场距离处设置漫反射靶板,用成像探测器摄取经靶面漫射的脉冲强激光光斑图像;在靶面中心处挖小孔,孔后放置能量探测器实时测量激光脉宽和峰值功率。同时对整个激光光斑图像进行能量定标,进而得出远场脉冲强激光的实际空间能量/功率分布、总能量,以及相应的光束质量参数。应用该测量方法,对高能TEA CO2激光进行测量研究,测得其远场光束截面半径为80.2 mm,发散角为1.55 mrad。 展开更多
关键词 红外漫射成像 多点标校 脉冲强激光 光束质量 远场光斑
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多光束合成场远场特征的傅里叶分析 被引量:10
6
作者 石秀梅 窦汝海 +4 位作者 王从刚 陈建国 孙年春 冯国英 周寿桓 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1942-1946,共5页
由傅里叶光学原理给出了多光束合成场的远场表达式,在此基础上求出了分布在园环上的相干光源合束后的远场解析式。对光源按角度均匀分布在环上的情况,重点讨论了光源数目为2,3,4情况下远场光强暗环(线)。研究表明,在光源数目为2的情况下... 由傅里叶光学原理给出了多光束合成场的远场表达式,在此基础上求出了分布在园环上的相干光源合束后的远场解析式。对光源按角度均匀分布在环上的情况,重点讨论了光源数目为2,3,4情况下远场光强暗环(线)。研究表明,在光源数目为2的情况下,远场图上只有暗线没有暗环;在光源数目为3,4的情况下,远场图上的暗环并非圆形环。由于傅里叶方法运算简单,而且还可用于激光器输出并非严格高斯光束(如光纤激光器、半导体激光器)等情况,因而对分析相干合束有其独特优势和实际意义。 展开更多
关键词 傅里叶光学 相干光源 合束 远场分布 暗环
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大功率TEA CO_2激光远场发散角评估方法 被引量:4
7
作者 张阔 陆君 +4 位作者 杨贵龙 陈飞 李殿军 郑长彬 郭劲 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期2286-2291,共6页
在大功率激光远距离定向传输中,远场发散角是衡量其性能的一个重要参量。大功率TEA CO2激光具有功率高、光束直径大等特点,常规手段无法准确测量其远场发散角。为解决该难题,提出了一种利用激光光斑尺寸拟合分析法来评估大功率TEA CO2... 在大功率激光远距离定向传输中,远场发散角是衡量其性能的一个重要参量。大功率TEA CO2激光具有功率高、光束直径大等特点,常规手段无法准确测量其远场发散角。为解决该难题,提出了一种利用激光光斑尺寸拟合分析法来评估大功率TEA CO2激光的远场发散角。首先,从理论上推导大Fresnel数多模高斯激光束远场发散角,分析了影响激光束发散角的主要因素;然后,采用光斑烧蚀法试验测量近场(≤20 m)光斑数据,基于光束质量(M2)因子理论拟合得出了激光光束质量和束腰大小,从而推导出激光束远场发散角;最后,对比分析了以上两种方法的计算结果,讨论了结果存在偏差的原因。结果表明,近场光斑数据拟合法可准确、便捷地测量大功率TEA CO2激光束远场发散角。 展开更多
关键词 大功率TEA CO2激光 远场发散角 激光光斑 光束质量
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填充因子对激光组束远场功率分布的影响 被引量:10
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作者 唐前进 施翔春 胡企铨 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期566-569,共4页
根据Collins积分公式对激光组束后的远场分布进行了理论分析和模拟计算,着重讨论了参与组束激光的填充因子对组束后的远场分布的影响。
关键词 激光束 填充因子^+ 远场 能量分布
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神光Ⅲ强激光光束远场诊断系统光学设计 被引量:17
9
作者 沈为民 吴泉英 薛鸣球 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期964-969,共6页
介绍了神光Ⅲ光束远场诊断系统的基本组成 ,光学系统的工作原理 ,主要论述了光学系统的设计指标、设计思想、设计结果及其像质评价 研究表明 :利用离轴非球面反射镜能很好地实现强激光光束的取样、缩束和衰减 通过切换弯月形离轴非球... 介绍了神光Ⅲ光束远场诊断系统的基本组成 ,光学系统的工作原理 ,主要论述了光学系统的设计指标、设计思想、设计结果及其像质评价 研究表明 :利用离轴非球面反射镜能很好地实现强激光光束的取样、缩束和衰减 通过切换弯月形离轴非球面透镜可分别实现对基频。 展开更多
关键词 强激光束 远场诊断 离轴非球面 光学设计
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湍流对M×N列阵双曲余弦高斯光束传输和远场光束质量的影响 被引量:5
10
作者 汤明玥 陈晓文 季小玲 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期713-718,共6页
基于广义惠更斯-菲涅耳原理,并采用光束的非相干合成方法,推导出了M×N双曲余弦高斯列阵光束在湍流中的三维光强传输方程.采用桶中功率、β参量和Strehl比作为光束质量的评价参量,研究了湍流大气对双曲余弦高斯列阵光束远场光束质... 基于广义惠更斯-菲涅耳原理,并采用光束的非相干合成方法,推导出了M×N双曲余弦高斯列阵光束在湍流中的三维光强传输方程.采用桶中功率、β参量和Strehl比作为光束质量的评价参量,研究了湍流大气对双曲余弦高斯列阵光束远场光束质量的影响.研究表明:在湍流大气中,双曲余弦高斯列阵光束的传输将经历三个阶段的变化,并且湍流使得光束传输经历三阶段的进程加快;湍流导致双曲余弦高斯列阵光束扩展、最大峰值光强下降,但是,β参量随光束数目M(N)、相邻子光束间距xd(yd)和光束参量δ的增加而减少,即光束扩展受湍流的影响减小;并且,存在最佳xd(yd)和δ值使得Strehl比取得极大值.因此,适当选取M(N)、xd(yd)和δ可以降低湍流对双曲余弦高斯列阵光束远场光束质量的影响. 展开更多
关键词 M×N列阵双曲余弦高斯光束 湍流 传输 远场光束质量
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编码超表面远场散射波束调控设计 被引量:8
11
作者 郝宏刚 张婷 +1 位作者 李江 罗伟 《电波科学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第3期437-442,共6页
针对编码超表面远场散射波束的调控,在对相互正交方向的序列进行设计的基础上,利用加法规则,可快速得到超表面的编码序列.加法规则的利用,可减少编码个数,降低设计难度,方便实现对超表面远场散射波束的设计.论文采用金属小棒结构作为超... 针对编码超表面远场散射波束的调控,在对相互正交方向的序列进行设计的基础上,利用加法规则,可快速得到超表面的编码序列.加法规则的利用,可减少编码个数,降低设计难度,方便实现对超表面远场散射波束的设计.论文采用金属小棒结构作为超表面单元,进行了实例分析.结果表明,提出的编码序列设计方法,可以有效融合两个正交方向编码序列的散射特性,灵活调控超表面上半空间的散射场.研究方案在通信和雷达等领域具有广泛的应用前景. 展开更多
关键词 编码超表面 加法规则 波束调控 分束 远场散射
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准直圆孔衍射高斯光束远场发散度 被引量:3
12
作者 王超 江伦 +2 位作者 董科研 安岩 姜会林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期100-105,共6页
将夫琅和费衍射积分中的贝塞尔函数用高斯函数近似,得到经圆孔径准直光学系统衍射后高斯光束远场发散角的近似解析式.在不同衍射情况下,将其与严格夫琅禾费衍射积分进行比较,发现二者求解出的远场发散度接近.衍射孔径大小相同情况下,近... 将夫琅和费衍射积分中的贝塞尔函数用高斯函数近似,得到经圆孔径准直光学系统衍射后高斯光束远场发散角的近似解析式.在不同衍射情况下,将其与严格夫琅禾费衍射积分进行比较,发现二者求解出的远场发散度接近.衍射孔径大小相同情况下,近似解析式与真实值的误差随准直前光束初始束腰的增大而减小;初始束腰不变的情况下,随着衍射孔径的增大,误差值略有上升,但最终趋于平稳.在初始束腰半径不小于2μm的前提下,误差值最大不超过3.4%.该近似解析式在各种衍射情况下都能较为准确地表征准直圆孔衍射高斯光束远场发散度,且形式简单.对比不同衍射孔径和光束初始束腰条件下的光束发散度仿真结果可知,光束发散度随衍射孔径的增大而减小,随初始束腰的增大而增加. 展开更多
关键词 衍射光学 高斯光束 近似解析式 远场发散度 光束准直
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近远场地震作用下基于摩擦摆支座的高速铁路连续梁桥减隔震研究 被引量:19
13
作者 刘正楠 陈兴冲 +2 位作者 张永亮 刘尊稳 张熙胤 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期47-54,共8页
以1座跨径布置为(60+100+60)m高速铁路预应力混凝土连续梁为研究对象,采用SAP2000软件建立基于CRTSⅡ型板式无砟轨道系统的线桥一体化模型,运用非线性时程分析法,考虑近远场地震动,进行基于摩擦摆支座的高速铁路连续梁桥减隔震研究。结... 以1座跨径布置为(60+100+60)m高速铁路预应力混凝土连续梁为研究对象,采用SAP2000软件建立基于CRTSⅡ型板式无砟轨道系统的线桥一体化模型,运用非线性时程分析法,考虑近远场地震动,进行基于摩擦摆支座的高速铁路连续梁桥减隔震研究。结果表明:对于中小跨径高速铁路连续梁桥,在远场地震动下,主墩支座采用摩擦摆支座,联间墩支座采用普通盆式支座,可实现与全桥采用摩擦摆支座相当的减隔震效果;在近场地震动下,采用摩擦摆支座应用于主墩,普通盆式支座配合减震榫应用于联间墩,在避免邻梁碰撞的同时也可达到预期的减隔震效果;轨道约束系统对墩梁相对位移的限制及联间墩支座承担梁体质量较小是造成应用于联间墩的摩擦摆支座减隔震效果不佳的主要原因。 展开更多
关键词 高速铁路 连续梁桥 轨道约束 近远场地震动 摩擦摆支座 减震榫 减隔震
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正交光楔激光远场焦斑测量方法 被引量:5
14
作者 贺元兴 李新阳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2543-2548,共6页
为验证正交光楔激光远场焦斑测量方法在提取光斑高频组分、扩展CCD测量动态范围和减小光束质量测量误差等诸方面的有效性,以常用的光束质量因子作为衡量新方法有效性的指标,建立离焦光斑强度分布理论模型并搭建相应的实验平台进行实验... 为验证正交光楔激光远场焦斑测量方法在提取光斑高频组分、扩展CCD测量动态范围和减小光束质量测量误差等诸方面的有效性,以常用的光束质量因子作为衡量新方法有效性的指标,建立离焦光斑强度分布理论模型并搭建相应的实验平台进行实验验证。验证结果表明:新方法与传统远场测量方案相比,使实验所用CCD的测量动态范围拓展了约9倍,实际光斑远离中心主核区域的大量高频旁瓣分布特征从CCD背景噪声起伏中凸显出来,光束质量因子的测量平均相对误差也有约16%的精度改善。 展开更多
关键词 正交光楔 远场焦斑 CCD相机 动态范围 光束质量
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光纤端面衍射场光束参数及其测量 被引量:5
15
作者 林斌 王科 郭福源 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第3期294-298,共5页
基于非傍轴标量光束的传播理论和横截面上光强的精确描述 ,分析了光纤端面衍射场光束特征参数的解析表达式 ,并与傍轴近似条件下的结论进行了比较 证明了傍轴近似对于弱导光纤的合理性 ,但是随着光纤相对折射率差Δ增大 ,傍轴近似由于... 基于非傍轴标量光束的传播理论和横截面上光强的精确描述 ,分析了光纤端面衍射场光束特征参数的解析表达式 ,并与傍轴近似条件下的结论进行了比较 证明了傍轴近似对于弱导光纤的合理性 ,但是随着光纤相对折射率差Δ增大 ,傍轴近似由于忽略了衍射角度 ,远场发散角角半径和M2 因子比考虑衍射角度时偏小 最后提出了一种可行的实验测量光束参数的方法 ,这种方法没有忽略衍射角度影响 ,从理论上说 。 展开更多
关键词 非傍轴标量光束 衍射 光束近场模场半径 远场发散角角半径 M^2因子 角谱
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平顶光束通过像散透镜的传输和光束参量的变化 被引量:5
16
作者 赵保银 吕百达 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第8期1670-1674,共5页
对平顶光束通过像散透镜的传输和光束参量(包括束宽、束腰宽度和位置、远场发散角和M2因子)的变化做了研究.结果表明,像散使平顶光束在x方向的束腰宽度增加,远场发散角减小,实际焦点的位置远离透镜,而在y方向正相反.平顶光束的M2因子与... 对平顶光束通过像散透镜的传输和光束参量(包括束宽、束腰宽度和位置、远场发散角和M2因子)的变化做了研究.结果表明,像散使平顶光束在x方向的束腰宽度增加,远场发散角减小,实际焦点的位置远离透镜,而在y方向正相反.平顶光束的M2因子与像散无关.x、y方向束宽和远场发散角的相对误差随光束阶数,瑞利长度,像散系数和透镜焦距变化.当x、y方向的光束阶数和初始束宽相等时,几何焦面上两方向束宽的相对误差相等,但在实际焦面上不同. 展开更多
关键词 平顶光束 像散透镜 束宽 远场发散角 相对误差
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遗传算法在宽窄波束切换天线阵设计中的应用 被引量:4
17
作者 梁宇宏 刘熠志 +1 位作者 何庆强 温剑 《电讯技术》 北大核心 2011年第9期123-126,共4页
采用对天线单元开关通断的方法,使天线阵形成不同的远场辐射方向图,实现阵列天线方向图宽波束和窄波束的切换。对一个24元线阵天线阵进行了设计。提出了一种改进的遗传算法及其目标函数模型。采用该算法对天线阵各个天线单元的电流幅度... 采用对天线单元开关通断的方法,使天线阵形成不同的远场辐射方向图,实现阵列天线方向图宽波束和窄波束的切换。对一个24元线阵天线阵进行了设计。提出了一种改进的遗传算法及其目标函数模型。采用该算法对天线阵各个天线单元的电流幅度进行了优化计算,计算结果显示能够产生满足设计要求的宽波束和窄波束方向图。最后采用HFSS软件进行了仿真,计算结果与仿真结果吻合,证明了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 宽窄波束 线阵天线阵 遗传算法 远场辐射方向图
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超声相控阵技术中的声场仿真 被引量:6
18
作者 宋志明 王黎 +1 位作者 周小红 罗林 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2012年第4期565-570,共6页
从单个矩形压电晶片的辐射声场表达式出发,定性分析了主要因素对声压强度及指向性的影响,提出了最小化主瓣及抑制栅瓣的具体方法。以16晶片相控阵探头为例,推导了叠加声场的表达式,分析了合成声压与焦点和换能器距离的关系。仿真并讨论... 从单个矩形压电晶片的辐射声场表达式出发,定性分析了主要因素对声压强度及指向性的影响,提出了最小化主瓣及抑制栅瓣的具体方法。以16晶片相控阵探头为例,推导了叠加声场的表达式,分析了合成声压与焦点和换能器距离的关系。仿真并讨论相控阵探头晶片单元个数、晶片间距等因素对合成声束质量的影响,仿真结果与理论分析相吻合,为矩形相控阵探头声场评价及高性能相控阵探头的制作提供了参考。 展开更多
关键词 相控阵聚焦 压电晶片 远场区域 声压分布 声束主瓣 指向性
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TEA CO_2非稳腔激光器远场光束质量的评价 被引量:4
19
作者 郭汝海 张合勇 王挺峰 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期407-413,共7页
研究了对虚共焦非稳腔结构的脉冲TEA CO2激光器远场光束质量进行评价的方法。首先将稳腔TEA CO2激光器加工改造成非稳腔结构;然后从实际设计加工的数据出发,用3种常用形式对其远场光束质量进行理论评价与分析,并与设计的2 kW非稳腔激光... 研究了对虚共焦非稳腔结构的脉冲TEA CO2激光器远场光束质量进行评价的方法。首先将稳腔TEA CO2激光器加工改造成非稳腔结构;然后从实际设计加工的数据出发,用3种常用形式对其远场光束质量进行理论评价与分析,并与设计的2 kW非稳腔激光器的实测远场光强分布实验结果进行了对比。理论和实验结果表明,非稳腔能够获得接近衍射极限的高质量单模光束,β因子是稳腔的4倍多;在同等功率水平下,采用非稳腔的激光器的远场功率密度是稳腔的19倍;非稳腔较小的遮拦比能获得远场较高桶中功率。实验表明,要全面地预测和评价所设计非稳腔激光器的光束质量,需要根据实际,综合地运用3种形式的理论评价体系。 展开更多
关键词 脉冲TEA CO2激光 非稳腔 远场光束质量
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环形孔径高斯光束的远场特性 被引量:6
20
作者 沈锋 姜文汉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期257-260,共4页
讨论了环形孔径高斯光束的远场光斑能量分布 ,并给出了拟合表达式。首先推导了光束没有抖动时远场光斑的光能分布表达式 ,然后研究了各种不同中心遮拦和不同光束截断比 ,在有以及没有激光束抖动的情况下 。
关键词 高斯光束 远场光斑 环形孔径
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