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激光的参数描述和光束质量 被引量:35
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作者 吕百达 季小玲 +1 位作者 罗时荣 陶向阳 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期14-17,共4页
激光光束质量是一个很有现实意义的论题。对实际激光,一方面或多或少存在硬边光阑光学元件影响。另一方面,人们常对远场激光束的可聚焦能力感兴趣。对有光阑情况时光束传输因子(M2因子)的推广作了讨论。对有代表性的3种方法,即广义截断... 激光光束质量是一个很有现实意义的论题。对实际激光,一方面或多或少存在硬边光阑光学元件影响。另一方面,人们常对远场激光束的可聚焦能力感兴趣。对有光阑情况时光束传输因子(M2因子)的推广作了讨论。对有代表性的3种方法,即广义截断二阶矩法、渐近分析法和自收敛束宽法及其应用作了分析。引入了桶中功率(PIB)和β参数用以描述远场光束质量。然后,研究了实际应用对激光光束质量的一些要求和相关的评价参数。最后,讨论了复杂的高功率激光系统的全程光束质量控制问题。 展开更多
关键词 激光 光束质量 参数描述 硬边光阑 光束传输因子 桶中功率
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非傍轴截断平顶光束的质量因子 被引量:3
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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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基于COMS相机的激光光束质量自动测量系统设计 被引量:2
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作者 汤亿则 徐志强 +2 位作者 黄红兵 谷丰强 曾次玲 《光通信技术》 北大核心 2016年第3期56-58,共3页
针对目前光束质量测量系统在手动光路准直方面的耗时和对准精度不高等问题,提出了一种基于COMS相机自动采集的实时测量和分析的激光光束质量测量系统。通过对激光光斑进行实时显示和快速分析,表明系统在光束对准基础上可以自动获得激光... 针对目前光束质量测量系统在手动光路准直方面的耗时和对准精度不高等问题,提出了一种基于COMS相机自动采集的实时测量和分析的激光光束质量测量系统。通过对激光光斑进行实时显示和快速分析,表明系统在光束对准基础上可以自动获得激光光束质量参数M^2因子。 展开更多
关键词 激光技术 光束质量 m2因子 光路半自动准直 自动测量
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相关因素对激光器光束质量影响的数学模型设计
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作者 陈玲 张丽 《激光杂志》 北大核心 2024年第12期236-240,共5页
激光器作为激光技术的核心部件,其性能的优劣直接影响到应用的效果。光束质量是评价激光器性能的重要指标之一,研究影响激光器光束质量的因素及其作用机制对于提高激光器的性能和应用效果具有重要意义,设计相关因素对激光器光束质量影... 激光器作为激光技术的核心部件,其性能的优劣直接影响到应用的效果。光束质量是评价激光器性能的重要指标之一,研究影响激光器光束质量的因素及其作用机制对于提高激光器的性能和应用效果具有重要意义,设计相关因素对激光器光束质量影响的数学模型。以M 2因子为激光器光束质量的评判标准,忽略相干分量带来的影响,构建Zernike球差系数对于激光器光束质量的影响模型。根据相位畸变的均方根与光强分布的均方根之间存在相同的关联性构建空气热效应对激光器光束质量的影响模型。明确高斯光束在轨道处的光场分布表达式,根据“Talanov”原理构建自聚焦效应对激光器光束质量的影响模型,综合3种影响模型构建相关因素对激光器光束质量影响的综合数学模型。逐一调整每个相关因素后,模型的数值模拟结果与实际情况完全相符,证明了模型的实用性。 展开更多
关键词 Zernike球差 空气热效应 自聚焦效应 m2因子 激光器光束质量
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高功率半导体侧向泵浦固体激光器热效应对光束质量的影响 被引量:7
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作者 郑伟 余建华 +1 位作者 谢武 祝强 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2006年第5期22-23,共2页
高功率半导体侧向泵浦固体激光器中的动态热效应严重影响激光的光束质量。本文从研究激光热稳定腔的输出特性出发,测量了激光输出功率、光束质量M2因子随激光腔型和泵浦电流变化的关系,分析了热效应引起光束质量变化的机理,实验结果得... 高功率半导体侧向泵浦固体激光器中的动态热效应严重影响激光的光束质量。本文从研究激光热稳定腔的输出特性出发,测量了激光输出功率、光束质量M2因子随激光腔型和泵浦电流变化的关系,分析了热效应引起光束质量变化的机理,实验结果得到了很好解释。 展开更多
关键词 DPSSLs 热效应 光束质量 m2因子 谐振腔
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对激光光束质量一些问题的认识 被引量:35
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作者 吕百达 康小平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第1期47-51,共5页
从对激光光束质量研究进展开始,讨论了在傍轴和非傍轴范畴内激光光束质量的一些问题,主要是非傍轴光束的光束质量评价。光束传输的非傍轴矢量二阶矩理论可用于计算多种非傍轴光束的M2因子,但对M2因子的物理解释却有困难。例如,在非傍轴... 从对激光光束质量研究进展开始,讨论了在傍轴和非傍轴范畴内激光光束质量的一些问题,主要是非傍轴光束的光束质量评价。光束传输的非傍轴矢量二阶矩理论可用于计算多种非傍轴光束的M2因子,但对M2因子的物理解释却有困难。例如,在非傍轴范畴,M2因子依赖于束腰宽度与波长之比,并可小于1。但远场发散角之值可趋于90,°这将导致很大的M2因子值。另一方面,若将公式中的光强用时间平均坡印廷矢量z分量代替,桶中功率(PIB),或等价地,!参数可推广用于评价非傍轴光束的远场光束质量。PIB表征了光束功率的可聚焦能力,是一种简明、直观评价不同激光光束的方法。然而,在!参数的公式中的束宽是按功率含量百分比定义的,因此双曲线传输规律不再严格成立。 展开更多
关键词 光束质量 m^2因子 桶中功率 β参数 傍轴和非傍轴光柬
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半导体泵浦Nd:YAG固体激光器输出光束质量研究与实验测量 被引量:3
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作者 范嗣强 朱仁江 +1 位作者 粱一平 杜亮 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2010年第6期9-11,共3页
对激光二极管侧面泵浦全固态激光器的热效应进行了分析。由热的传导方程得出Nd:YAG晶体内的温度场分布,得到Nd:YAG的热焦距与泵浦功率的变化规律。同时,设计了测量不同泵浦功率下输出光束质量的实验装置并得到实验结果,最后对实验数据... 对激光二极管侧面泵浦全固态激光器的热效应进行了分析。由热的传导方程得出Nd:YAG晶体内的温度场分布,得到Nd:YAG的热焦距与泵浦功率的变化规律。同时,设计了测量不同泵浦功率下输出光束质量的实验装置并得到实验结果,最后对实验数据进行了简单的分析,得到最佳输出光束质量时的应用参数。 展开更多
关键词 热透镜效应 侧面泵浦 热焦距:激光光束质量 m2参数
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光束质量评价的新进展
8
作者 徐大刚 马冲 《大连理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第S2期49-49,共1页
光束质量评价的新进展徐大刚马冲(中国计量科学研究院北京100013)目前光束质量评价的主要依据是1995年的ISO/DIS11146国际标准文件。该文件规定了束宽、发散角、光束传输因子K2和倍衍射极限因子M2的定义及... 光束质量评价的新进展徐大刚马冲(中国计量科学研究院北京100013)目前光束质量评价的主要依据是1995年的ISO/DIS11146国际标准文件。该文件规定了束宽、发散角、光束传输因子K2和倍衍射极限因子M2的定义及其测定方法。它主要采用二阶矩束宽定... 展开更多
关键词 光束质量 光束 光束特性 光束传输因子 二氧化碳激光 高斯光束 双曲线方式 参数测试方法 中国计量科学研究院 光束均匀性
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实用化的光束质量测量系统 被引量:5
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作者 游凝思 霍玉晶 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 1997年第4期222-225,共4页
文中报道了一个基于CCD和计算机的HSH—I型光束参数及衍射极限倍数因子M2测量系统,对测量方法、软硬件组成和误差来源进行了讨论,并给出了实际测量的结果。
关键词 光束质量 m^2因子 光束参数测量 激光光束
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非旋转对称光束的像散系数a_(ZF)
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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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850nm高亮度近衍射极限锥形半导体激光器(英文) 被引量:5
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作者 杨晔 刘云 +3 位作者 张金龙 李再金 单肖楠 王立军 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期1064-1068,共5页
制备了具有低红暴优势的850 nm大功率高亮度锥形半导体激光器,获得了近衍射极限的激光输出。当连续输出功率为200 mW时,光束质量因子M2仅为1.7,亮度高达16.3 MW.cm-2.sr-1;当功率提高到1 W时,M2因子和亮度仍分别达到2.8和9.9 MW.cm-2.s... 制备了具有低红暴优势的850 nm大功率高亮度锥形半导体激光器,获得了近衍射极限的激光输出。当连续输出功率为200 mW时,光束质量因子M2仅为1.7,亮度高达16.3 MW.cm-2.sr-1;当功率提高到1 W时,M2因子和亮度仍分别达到2.8和9.9 MW.cm-2.sr-1。此外,研究了锥形激光器的功率、光谱、远场分布等特性,并分析了不同脊形波导长度对锥形激光器自聚焦现象的影响。 展开更多
关键词 850nm 锥形激光器 高亮度 光束质量因子m2
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激光参数测量
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《中国光学》 EI CAS 2000年第4期31-31,共1页
TN247 2000042444计算激光光束M^2因子的两种新方法=Two new calculatingmethods for M^2-factor of laser beam[刊,中]/贺平,徐敏(北京兆维集团:北京(100015))//北京工业大学学报.—1999,25(4).—1—5对实际激光光束M^2因子的计算测量... TN247 2000042444计算激光光束M^2因子的两种新方法=Two new calculatingmethods for M^2-factor of laser beam[刊,中]/贺平,徐敏(北京兆维集团:北京(100015))//北京工业大学学报.—1999,25(4).—1—5对实际激光光束M^2因子的计算测量作了一些讨论,给出了两种计算测定实际激光束M^2因子的新方法:由光束不同截面的光斑半径来得到M^2因子;测得激光束某个截面的光强分布,求出激光束的M^2因子。表1参6(苏锡安) 展开更多
关键词 光束 脉冲激光光束 新方法 激光光束质量 光束质量因子 光强分布 计算测量 光斑半径 北京工业 激光参数测量
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激光参数、测试及设备
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《中国光学》 EI CAS 1996年第3期24-24,共1页
TN24 96031559可调压谐振充电脉冲激光电源频率变化范围分析=Analyses of frequency variable range for voltage-adjustable pulse laser supply with resonantcharge[刊,中]/王又青,郭振华,李再光(激光技术国家重点实验室.湖北,武汉(4... TN24 96031559可调压谐振充电脉冲激光电源频率变化范围分析=Analyses of frequency variable range for voltage-adjustable pulse laser supply with resonantcharge[刊,中]/王又青,郭振华,李再光(激光技术国家重点实验室.湖北,武汉(430074))//光电子.激光.-1995,6(4).-249-254从理论上详细分析了可调压谐振充电脉冲激光电源的频率变化范围,及有关因素对频率的影响,并讨论了频率过快时将会出现的结果。 展开更多
关键词 脉冲激光电源 谐振充电 激光参数 有关因素 激光技术 频率稳定性 光束质量因子 国家重点实验室 测试 范围分析
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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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阶跃折射率光纤中的激光模式特性 被引量:1
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作者 张大勇 傅玉青 +2 位作者 冯国英 赵鸿 李尧 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第S3期77-81,共5页
研究了根据阶跃折射率光纤中传输的光场遵循贝塞尔分布的光纤中的激光模式特性,通过贝塞尔方程解析解的方法,利用计算机仿真得到了光纤内和光纤出射端外典型的低阶线偏振模(LPmn模)的光强分布特性和传输特性;同时,研究了大模场光纤参数... 研究了根据阶跃折射率光纤中传输的光场遵循贝塞尔分布的光纤中的激光模式特性,通过贝塞尔方程解析解的方法,利用计算机仿真得到了光纤内和光纤出射端外典型的低阶线偏振模(LPmn模)的光强分布特性和传输特性;同时,研究了大模场光纤参数如纤芯直径、纤芯折射率和包层折射率等不同时典型低阶LPmn模式的光强分布特性和传输特性的变化规律;并且计算了各典型的低阶LPmn模式的M2因子,讨论了光纤激光光束质量因子的特点及随光纤参数的变化规律。 展开更多
关键词 阶跃折射率光纤 光束质量因子m2 LPmn模 仿真
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