激光放大器對(duì)光束質(zhì)量的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償.pdf

1、光束質(zhì)量是激光在實(shí)際應(yīng)用中非常關(guān)鍵的因素。然而在激光放大器中由于熱致畸變效應(yīng)的存在，通常情況下在放大過程中激光光束質(zhì)量會(huì)持續(xù)惡化。本文通過研究端面泵浦Nd∶YVO4固體激光器中的熱效應(yīng)以及腔內(nèi)波前球差自再現(xiàn)的過程，提出并驗(yàn)證了一種使用激光放大器動(dòng)態(tài)補(bǔ)償光束質(zhì)量的方法。
　　本文研究內(nèi)容主要分為兩部分，第一部分中進(jìn)一步完善激光振蕩器中的光束傳輸理論，用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證計(jì)算和分析激光振蕩級(jí)中光場復(fù)振幅分布和光束質(zhì)量的演化過程;第二部

2、分是根據(jù)腔內(nèi)波前自再現(xiàn)的理論提出腔外用放大級(jí)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償光束質(zhì)量，驗(yàn)證這一方法的有效性，并提出激光放大器中實(shí)現(xiàn)光束質(zhì)量動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)脑砗头椒ā?br>　　第一部分中，首先從熱傳導(dǎo)方程出發(fā)計(jì)算端面泵浦下Nd∶YVO4晶體的熱分布情況，并以此計(jì)算得出由熱分布導(dǎo)致的折射率分布并引起的熱致球差效應(yīng)。并對(duì)晶體熱效應(yīng)對(duì)高斯光束的影響做了研究，發(fā)現(xiàn)在高功率激光下因?yàn)樵鲆骘柡托?yīng)的存在，晶體熱球差成為影響光束質(zhì)量最關(guān)鍵的因素，通過波前的補(bǔ)償是實(shí)現(xiàn)光束質(zhì)量的提

3、高的有效方法。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)帶有正球差的光束在通過束腰之后球差符號(hào)發(fā)生了變化，即正球差可以變?yōu)樨?fù)球差，據(jù)此提出了波前球差在諧振腔內(nèi)部的自再現(xiàn)演化過程的理論模型，并用Matlab的模擬仿真和測(cè)量裝置的搭建驗(yàn)證了理論模型的正確性。
　　第二部分中通過分析激光振蕩器中球差自再現(xiàn)的現(xiàn)象提出一種使用激光放大器中晶體的正球差來動(dòng)態(tài)補(bǔ)償光束質(zhì)量的方法，即將激光振蕩級(jí)中球差系數(shù)為負(fù)且絕對(duì)值最大的地方成像出來通過激光放大級(jí)，通過調(diào)節(jié)激光放大級(jí)的泵浦電