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激光束质量因子M^2及其测量 被引量:13
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作者 牛燕雄 汪岳峰 +2 位作者 刘新 张雏 朱守深 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 1999年第1期38-41,共4页
激光束的质量因子M2是一种全新描述激光束质量的参数,能够定量地表征单模、多模光束的传播特性。描述了M2因子的概念和测量方法,利用面阵CCD探测器研制一套光束质量测量系统,对激光束质量因子M2进行测量,并给出测量结果的... 激光束的质量因子M2是一种全新描述激光束质量的参数,能够定量地表征单模、多模光束的传播特性。描述了M2因子的概念和测量方法,利用面阵CCD探测器研制一套光束质量测量系统,对激光束质量因子M2进行测量,并给出测量结果的不确定度。 展开更多
关键词 光束质量因子 衍射极限倍数 激光器 测量
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光束质量因子的研究 被引量:13
2
作者 邓小玖 胡继刚 +1 位作者 刘彩霞 王建国 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2002年第6期1187-1190,共4页
应用标量光场的角谱表示,推导了具有轴对称性的傍轴、非傍轴标量光束的光强二阶矩的传输规律。在此基础上,给出了光束的束腰半径、远场发散角及光束质量因子M2。对傍轴标量光束,证明了光束质量因子M2≥1;对非傍轴标量光束,指出当光束束... 应用标量光场的角谱表示,推导了具有轴对称性的傍轴、非傍轴标量光束的光强二阶矩的传输规律。在此基础上,给出了光束的束腰半径、远场发散角及光束质量因子M2。对傍轴标量光束,证明了光束质量因子M2≥1;对非傍轴标量光束,指出当光束束腰半径很小时,其光束质量因子M2可以小于1,并随光束的束腰半径Wmin趋于零而趋向于零。 展开更多
关键词 傍轴标量光束 非傍轴标量光束 光强二阶矩 光束质量因子 标量光场 光束 衍射 传输规律
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光束质量因子测量的不确定度分析 被引量:6
3
作者 田英华 叶一东 +2 位作者 向汝建 关有光 周文超 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1076-1078,共3页
介绍了激光光束质量因子的定义以及测量原理,分析了光束质量因子的数学模型中各个量的不确定度来源以及评定方法,并以实验数据为基础,对具体的实验数据进行了分析计算。提出了减小激光光束质量因子测量不确定度的途径,包括统一激光束直... 介绍了激光光束质量因子的定义以及测量原理,分析了光束质量因子的数学模型中各个量的不确定度来源以及评定方法,并以实验数据为基础,对具体的实验数据进行了分析计算。提出了减小激光光束质量因子测量不确定度的途径,包括统一激光束直径的确认方法,保证测量条件的稳定以及提高光束质量测量系统的测量精度等。 展开更多
关键词 激光 光束质量因子 测量 标准不确定度
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非傍轴双曲正弦高斯光束质量因子M^2的研究 被引量:3
4
作者 刘彩霞 胡继刚 +1 位作者 邓小玖 杨艳芳 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期443-445,共3页
在标量光场角谱衍射理论的基础上,应用精确光强定义下的非傍轴标量光束的光强二阶矩理论,计算了非傍轴双曲正弦高斯光束的束腰半径、远场发散角、质量因子,并与傍轴双曲正弦高斯光束的质量因子进行了比较研究。数值计算表明,当双曲正弦... 在标量光场角谱衍射理论的基础上,应用精确光强定义下的非傍轴标量光束的光强二阶矩理论,计算了非傍轴双曲正弦高斯光束的束腰半径、远场发散角、质量因子,并与傍轴双曲正弦高斯光束的质量因子进行了比较研究。数值计算表明,当双曲正弦高斯光束束腰半径较大时,传统光强定义下的光强二阶矩理论近似成立,傍轴与非傍轴理论计算的光束质量因子变化规律完全相同;束腰半径较小时,傍轴理论计算的结果有较大误差,必须采用精确光强定义下的非傍轴光束质量因子的定义作修正。 展开更多
关键词 双曲正弦高斯光束 非傍轴双曲正弦高斯光束 光强二阶矩 光束质量因子
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非傍轴截断平顶光束的质量因子 被引量:3
5
作者 康小平 何仲 +3 位作者 钟山 黄宏潮 黄槐仁 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期182-186,共5页
使用功率密度的二阶矩方法和Li提出的平顶光束模型,推导出了非傍轴截断平顶光束的束腰宽度、远场发散角和光束质量因子的解析表达式。计算结果表明:非傍轴截断平顶光束的质量因子不仅与截断参数、光束阶数有关,而且与初始束腰宽度和波... 使用功率密度的二阶矩方法和Li提出的平顶光束模型,推导出了非傍轴截断平顶光束的束腰宽度、远场发散角和光束质量因子的解析表达式。计算结果表明:非傍轴截断平顶光束的质量因子不仅与截断参数、光束阶数有关,而且与初始束腰宽度和波长之比有关;当截断参数趋近于0时,远场发散角趋于渐近值63.435°;对于光束阶数为1和截断参数趋于无穷大的特例,计算结果分别退化为非傍轴截断高斯光束和非傍轴无截断平顶光束的结果;功率密度的二阶矩方法可用于截断光束,并克服了光束质量因子的发散困难。 展开更多
关键词 激光光学 非傍轴截断平顶光束 光束质量因子 截断参数
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高功率激光器光束质量测量的衰减缩束仿真研究
6
作者 单小琴 李天昊 朱日宏 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第1期199-205,共7页
光束质量因子M^(2)是表征高功率激光器横模特性的主要参数,针对目前光束质量分析仪只能用于小口径、低功率激光器光束质量评估的问题,开展了高功率激光器光束质量测量的衰减缩束技术原理与仿真研究。建立了衰减缩束组件的仿真模型,利用... 光束质量因子M^(2)是表征高功率激光器横模特性的主要参数,针对目前光束质量分析仪只能用于小口径、低功率激光器光束质量评估的问题,开展了高功率激光器光束质量测量的衰减缩束技术原理与仿真研究。建立了衰减缩束组件的仿真模型,利用有限元的方法对光学元件在高功率激光下的热致像差进行研究,得出热致像差的峰谷(PV)值小于82 nm时,对光束质量因子的影响小于5%。当光束通过衰减组件时,如果发生退偏,光束质量因子将偏小。基于泽尼克多项式和光束质量因子计算模型,研究分析了缩束组件波前畸变对测量的影响,并通过Zemax仿真分析看出,在装调时入射光与缩束组件中心光轴夹角视场小于7°时,对光束质量因子测量的影响小于5%。 展开更多
关键词 高功率激光器 光束质量因子 衰减组件 缩束组件
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克尔效应对高斯光束质量M^2因子的影响及抑制 被引量:3
7
作者 马再如 冯国英 +4 位作者 陈建国 赵华君 李小东 王绍朋 朱启华 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期521-524,共4页
用分步傅里叶方法计算了高斯光束在克尔介质中的传输过程,采用最小均方根办法对光场进行二项式曲线拟合得到光束质量因子,计算结果表明:当B积分在2rad以内,克尔效应越强则它对因子影响越大;同时,它的这种影响能力也受到光束宽度和光束... 用分步傅里叶方法计算了高斯光束在克尔介质中的传输过程,采用最小均方根办法对光场进行二项式曲线拟合得到光束质量因子,计算结果表明:当B积分在2rad以内,克尔效应越强则它对因子影响越大;同时,它的这种影响能力也受到光束宽度和光束腰平面到克尔介质的距离的两个因素的影响,即光束越宽,影响越小,距离越大,影响反而较小;最后,基于B积分的可叠加性,提出用具有负非线性折射率系数的非线性介质来补偿正克尔效应、降低光束因子,并指出两端补偿是最优的方式之一· 展开更多
关键词 非线性光学 光束质量M^2因子 克尔效应 非线性补偿
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InGaAsP SBH激光器光束质量的非傍轴分析(英文) 被引量:1
8
作者 吴翔 陆祖康 +2 位作者 王攸 龙口义浩 管博文 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1308-1311,共4页
计算了InGaAsPSBH激光器的TE0 0 模 ,并利用非傍轴矢量矩理论 ,分析了平行于 p -n结方向上的光学质量因子M 2y 在以往有关M 2 的计算中 ,往往忽略了包层中光场的贡献 ,因此得出M 2 小于 1的结论 当半导体激光器的激活层的尺寸远小于发... 计算了InGaAsPSBH激光器的TE0 0 模 ,并利用非傍轴矢量矩理论 ,分析了平行于 p -n结方向上的光学质量因子M 2y 在以往有关M 2 的计算中 ,往往忽略了包层中光场的贡献 ,因此得出M 2 小于 1的结论 当半导体激光器的激活层的尺寸远小于发射波长时 ,大部分光场将渗透到包层中 ,因此 ,包层的光场是不能忽略的 考虑到激活层和包层中的光场对M 2 的影响 ,给出了非傍轴半导体激光M 2 的精确表达式 结果表明 ,My大于 展开更多
关键词 SBH激光器 平行光束质量因子 非傍轴矢量矩理论
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GSM光束经过角棱锥之后光束质量的改变 被引量:1
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作者 蒲继雄 《量子电子学报》 CAS CSCD 1997年第6期508-512,共5页
本文从Wigner分布函数出发,计算GSM(GaussianSchell-Model)光束经过角棱锥之后光束质量因子(M2因子)的变化。结果表明,经过角棱锥之后,光束质量因子的增量依赖于输入的光束半径、角棱锥材料的折射率和角棱锥角度。
关键词 光束质量因子 GSM光束 角棱锥 激光光束
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超高光束质量研究及进展
10
作者 王绍民 赵道木 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第S2期23-23,共1页
超高光束质量研究及进展王绍民赵道木(杭州大学物理系310028)基模高斯光束被认为是理想光束,或是衍射极限光束。是否有可能实现一种光束超过高斯光束,便是本文要研究的内容。提出了边界波具有π跃变性质的假说,作为惠更斯-... 超高光束质量研究及进展王绍民赵道木(杭州大学物理系310028)基模高斯光束被认为是理想光束,或是衍射极限光束。是否有可能实现一种光束超过高斯光束,便是本文要研究的内容。提出了边界波具有π跃变性质的假说,作为惠更斯-菲涅耳原理的补充。根据边界衍射波理... 展开更多
关键词 质量研究 光束质量 边界衍射波理论 光束质量因子 高斯光束 绿光激光器 衍射损耗 非线性自聚焦 相干叠加 固体激光器
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双侧对称抽运横流液体激光器的光束质量分析 被引量:2
11
作者 马再如 魏泳涛 冯国英 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期543-546,550,共5页
为了提高横流液体激光器的光束质量,采用ANAYS软件分析了双侧抽运液体激光器的液体介质的温度分布,对不同流速条件下的非稳腔光场分布和光束质量M^2因子进行了数值计算。结果表明,存在一个使光束质量M^2因子较优的液体流速,并针对该类... 为了提高横流液体激光器的光束质量,采用ANAYS软件分析了双侧抽运液体激光器的液体介质的温度分布,对不同流速条件下的非稳腔光场分布和光束质量M^2因子进行了数值计算。结果表明,存在一个使光束质量M^2因子较优的液体流速,并针对该类激光系统中增益和折射率梯度分布都关于抽运方向对称分布的特点,采用柱透镜补偿波前畸变效应,将光束质量因子由24降低到12.5,说明柱透镜补偿位相畸变能有效地提高液体输出光束质量。 展开更多
关键词 激光光学 液体激光器 光束质量M^2因子 数值计算
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基于高斯光束的飞秒激光光束质量检测技术 被引量:2
12
作者 艾尼江·阿塔伍拉 阿布都热苏力·阿不都热西提 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期846-849,共4页
为了研究飞秒激光光束质量因子M^2基于高斯光束的传播特性和能量密度分布,在对飞秒激光光束质量因子进行理论研究的基础上,进行了相应的数据计算,给出了飞秒激光脉冲照射屏幕表面时所形成的环形光斑宽度的测量方法,设计了一套由飞秒激... 为了研究飞秒激光光束质量因子M^2基于高斯光束的传播特性和能量密度分布,在对飞秒激光光束质量因子进行理论研究的基础上,进行了相应的数据计算,给出了飞秒激光脉冲照射屏幕表面时所形成的环形光斑宽度的测量方法,设计了一套由飞秒激光器、透镜、介电材料玻璃屏幕所组成的实验平台;将该方法与刀口法和CCD法测量值进行了对照,并用刀口法、CCD法确认了飞秒激光束腰在不同位置时的激光光束质量因子取值范围.结果表明,光束质量因子M^2在x和y方向上的测量值分别为2.04,1.24.该实验结果与理论分析基本一致,比刀口法和CCD法结构简单,所得结论数据可靠、执行方便,对精密测量有一定的参考价值. 展开更多
关键词 超快光学 光束质量 光束质量因子M^2 光束 光斑宽度 介电材料玻璃屏幕
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中红外掺铥光纤激光器光束特性研究 被引量:1
13
作者 夏林中 杜戈果 +1 位作者 苏红 阮双琛 《深圳大学学报(理工版)》 EI CAS 北大核心 2008年第4期409-412,共4页
采用热释电探测器阵列法,测量分析自行研制的输出波长为2.02μm、输出功率为0.6W的中红外掺铥光纤激光器光束质量,得到水平方向的光束质量为1.16,垂直方向的光束质量为1.22.实验表明,该方法精度高,且简捷高效.
关键词 掺铥光纤激光器 中红外激光 光束质量因子
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非旋转对称光束的像散系数a_(ZF)
14
作者 冯国英 刘亲厚 +1 位作者 李玮 周寿桓 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1238-1244,共7页
基于二阶矩定义,综合考虑像散光束的非旋转对称性,提出采用M^4参数来描述光束的像散特性。推导出了在指定方位角上像散基模高斯光束、像散厄米高斯光束传输和像散光束的束腰、发散角的解析表达式,提出采用像散系数a_(ZF)表示光束的像散... 基于二阶矩定义,综合考虑像散光束的非旋转对称性,提出采用M^4参数来描述光束的像散特性。推导出了在指定方位角上像散基模高斯光束、像散厄米高斯光束传输和像散光束的束腰、发散角的解析表达式,提出采用像散系数a_(ZF)表示光束的像散特性,最终给出了用像散系数a_(ZF)表达的M^4参数(M_(xx)~4、M_(yy)~4、M_(xy)~4和M_r^4)的解析表达式。另外,根据实测光束的M4参数反过来也可以求出光束的像散系数a_(ZF)及光束在主方向上的M^4参数等。光束经过无像差旋转对称光学系统传输时,其传输不变量为a_(ZF)、J_(ZF1)和J_(ZF2)。本文所得结果对实际工作中激光器的设计、制造和应用有重要的参考价值。 展开更多
关键词 像散系数 像散光束 光束质量因子M4参数 像散基模高斯光束 二阶矩
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半导体激光器的M^2因子可以小于1 被引量:4
15
作者 徐锦心 赵道木 +1 位作者 周国泉 王绍民 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期381-384,共4页
根据 Porras的非傍轴矢量矩理论 ,对双异质结半导体激光器的光束质量进行了研究 .结果表明 ,在有源层厚度 da远小于波长 λ的条件下 ,半导体激光器的 M2 因子可以小于 1 ,并且没有下限 .
关键词 双异质结 半导体激光器 非傍轴矢量短理论 光束质量因子 有源层厚度
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部分相干双曲余弦-高斯光束的传输特性和空间整形 被引量:1
16
作者 李长伟 吕百达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1589-1593,共5页
通过加入高斯项的空间相干度,引入部分相干双曲余弦-高斯(ChG)光束,推导出部分相干ChG光束通过近轴ABCD光学系统传输的解析表达式,并用以研究其传输特性和空间整形。结果表明,部分相干ChG光束的光强分布不能保持传输不变性,其光强分布... 通过加入高斯项的空间相干度,引入部分相干双曲余弦-高斯(ChG)光束,推导出部分相干ChG光束通过近轴ABCD光学系统传输的解析表达式,并用以研究其传输特性和空间整形。结果表明,部分相干ChG光束的光强分布不能保持传输不变性,其光强分布不仅与传输距离和离心参数有关,而且还与空间相干参数有关。在传输距离固定时,适当改变部分相干ChG光束的离心参数和空间相干参数,可实现光束的空间整形。光束质量因子随空间相干性的增大和离心参数的减小而减小。高斯-谢尔模型光束和完全相干ChG光束可作为部分相干ChG光束的特例处理。 展开更多
关键词 部分相干双曲余弦-高斯(ChG)光束 光束空间整形 传输特性 光束质量因子
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超高斯涡旋光束在空间中的传输特性 被引量:2
17
作者 肖谦裔 张蓉竹 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期90-95,共6页
研究了超高斯涡旋光束光强最大值、光斑半径以及环围能量半径等参数随传输距离和拓扑荷数的变化规律,并与高斯涡旋光束做了比较,结果表明:超高斯涡旋光束的光斑半径和环围能量半径随拓扑荷数及传输距离呈近似线性关系;对同一拓扑荷数和... 研究了超高斯涡旋光束光强最大值、光斑半径以及环围能量半径等参数随传输距离和拓扑荷数的变化规律,并与高斯涡旋光束做了比较,结果表明:超高斯涡旋光束的光斑半径和环围能量半径随拓扑荷数及传输距离呈近似线性关系;对同一拓扑荷数和传输距离,高斯涡旋光束的能量较超高斯涡旋光束要发散;当拓扑荷数较大时,超高斯涡旋光束的光斑半径比高斯涡旋光束更大。针对光束质量研究了广义光束质量因子随传输距离和拓扑荷数的变化,结果表明传输距离足够远时,拓扑荷数较小的超高斯涡旋光束具有更好的光束质量。 展开更多
关键词 涡旋相位板 超高斯光束 光斑半径 广义光束质量因子
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基于Lasso回归算法的激光大气传输快速评估模型研究
18
作者 黄志福 张滢 +5 位作者 李南 冯晓星 王志强 乔春红 范承玉 王英俭 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第7期382-391,共10页
采用中国科学院合肥物质科学研究院自行研制的高精度激光大气传输四维数值模拟程序(HELP-4D),针对1μm波段固态激光在典型应用场景下的大气传输过程进行数值仿真,构建了40 000组数据集。以数据集内激光发射系统参数、传输场景参数、传... 采用中国科学院合肥物质科学研究院自行研制的高精度激光大气传输四维数值模拟程序(HELP-4D),针对1μm波段固态激光在典型应用场景下的大气传输过程进行数值仿真,构建了40 000组数据集。以数据集内激光发射系统参数、传输场景参数、传输效应特征参数等作为输入,激光到达目标处光斑扩展半径、扩展倍数等光束质量评价因子作为输出,采用机器学习技术,建立了基于Lasso回归算法的评估模型。结果表明,当大气相干长度r_(0)(1~100 cm)、热畸变参数N_(D)(0~500)、大气透过率T(0~1)等特征参数变化幅度较大时,该模型均能较好地评估激光传输效果,模型评估结果与数据集中仿真数据的平均相对误差均≤5%,决定系数和相关系数均≥0.98,单次评估时间在微秒量级。该模型能够快速准确地评估激光大气传输到靶光束质量,为先进激光系统的实际应用提供技术支撑。 展开更多
关键词 Lasso回归 激光大气传输 光束质量评价因子 快速评估
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热键合、凹端面及晶体棒直径对Er∶YSGG中红外激光性能的影响
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作者 程毛杰 董昆鹏 +5 位作者 胡伦珍 张会丽 罗建乔 权聪 韩志远 孙敦陆 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期571-579,共9页
对热键合、凹端面及不同直径Er∶YSGG晶体棒的中红外激光性能进行了系统对比研究。晶体经高温退火、定向切割、端面精密抛光后,测量得到其平面度和表面粗糙度分别小于0.1λ@633 nm和0.5 nm。通过精密加工实现了YSGG与Er∶YSGG室温光胶,... 对热键合、凹端面及不同直径Er∶YSGG晶体棒的中红外激光性能进行了系统对比研究。晶体经高温退火、定向切割、端面精密抛光后,测量得到其平面度和表面粗糙度分别小于0.1λ@633 nm和0.5 nm。通过精密加工实现了YSGG与Er∶YSGG室温光胶,然后进行了高温热键合,透过谱表明键合界面基本无损耗,达到了一体化。热焦距结果表明,热键合、凹端面能够有效改善和补偿高功率泵浦条件下晶体的热透镜效应,有利于提高晶体的激光性能。对比未键合、热键合及凹面热键合Er∶YSGG晶体在968 nm LD侧面泵浦条件下的激光性能发现,低频150 Hz以下,键合与凹面并未表现出优势,三种棒的最大输出功率和斜效率分别均在24 W和28%附近;但随重频增加,热效应逐渐加重,键合晶体良好散热能力和凹面热补偿效应使激光性能得到提高。在重频300 Hz下,未键合、热键合及凹面热键合三种棒的最大输出功率分别为15.54,17.85和18.33 W、斜效率分别为16.6%,18.3%和18.4%;重频600 Hz条件下,三种棒的最大输出功率分别为9.4,13.32和13.18 W、斜效率分别为6.7%,8.6%和9%。此外,对比研究了不同直径Er∶YSGG晶体的激光性能,在低于100 Hz的低频下,三种晶体的激光性能接近。但相比于3和4 mm键合凹面棒,直径2 mm棒有大的比表面积,拥有更好的热管理能力,使其在高重频条件下具有更好的激光性能。如在150 Hz条件下,2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒获得了功率23.82 W、斜效率27.7%的中红外激光输出,大大高于直径3和4 mm棒的18 W和23%。在600 Hz,直径2 mm键合凹面棒中实现了功率13.18 W,斜效率9%的激光输出,相比于直径3和4 mm键合凹面棒的9 W,7%具有较大的改善。测量得到2 mm凹面键合Er∶YSGG晶体棒在150 Hz,200μs条件下的光束质量因子M_(x)^(2)/M_(y)^(2)=6.28/6.30,表明该激光具有良好的光束质量。综上,选择合适晶体棒直径,并将键合与凹面相结合是实现高性能2.79μm激光的有效方法。 展开更多
关键词 热键合 Er∶YSGG激光晶体 凹端面 LD侧面泵浦 2.79μm中红外激光 斜效率 光束质量因子
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用远场法研究自由旋气动窗口的光学特性 被引量:8
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作者 刘天华 李文煜 +3 位作者 姜宗福 王云萍 刘泽金 赵伊君 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第1期9-14,共6页
采用He-Ne激光,对穿过自由族气动窗口的远场聚焦光斑进行图像采集和数 据处理,研究气动窗口对透过其输出通道的激光束所带来的偏转和随机抖动现象,计算分析气 动窗口对激光束发散特性的影响,定义和实验研究气动窗口的光束质量... 采用He-Ne激光,对穿过自由族气动窗口的远场聚焦光斑进行图像采集和数 据处理,研究气动窗口对透过其输出通道的激光束所带来的偏转和随机抖动现象,计算分析气 动窗口对激光束发散特性的影响,定义和实验研究气动窗口的光束质量β因子。同时,分析讨 论气动窗口对激光束远场聚焦光斑光强分布的影响,并提出气动窗口光束质量和气动窗口设 计的进一步研究思路。 展开更多
关键词 高能激光器 自由旋气动窗口 密封压比 远场法 光学特性 光束质量因子
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