諧振腔損耗測量系統(tǒng)的光學(xué)模式匹配研究.pdf

1、光學(xué)諧振腔是激光器的組成部分之一，合理的諧振腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可以改變激光器輸出光束的特性。低損耗是評價(jià)諧振腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)良的標(biāo)準(zhǔn)之一，而損耗的大小與諧振腔中的光場模式是相關(guān)的，因此，本文通過分析諧振腔中的光場模式來獲得諧振腔的損耗，從而為諧振腔結(jié)構(gòu)的改善提供理論依據(jù)。
　　本文在諧振腔損耗測量系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，深入研究了外光路與內(nèi)光路的光斑匹配以及諧振腔內(nèi)的模式分布。在光斑匹配中，分析了不同曲率半徑的球面鏡、不同位置時(shí)球面鏡所引起的象散問題

2、，給出了如何消除象散的方法;對于諧振腔內(nèi)的模式的研究，本文首先分析了直型諧振腔，利用MATLAB軟件，通過仿真得到了諧振腔內(nèi)優(yōu)先起振模式的三維分布圖，計(jì)算了各階模式的光斑半徑值、相移值、損耗值、模式數(shù)目等;通過改變諧振腔的結(jié)構(gòu)，分析了腔長、球面鏡尺寸、球面鏡曲率半徑對腔內(nèi)模式的影響，研究顯示三者對腔內(nèi)模式分布均會產(chǎn)生影響，但腔長和球面鏡尺寸對模式的影響更加顯著;在此基礎(chǔ)上分析了帶有光闌的直型腔，通過改變光闌尺寸的大小、位置，發(fā)現(xiàn)諧振腔中

3、的損耗值、光斑半徑值及模式數(shù)目均被影響，并與直型諧振腔進(jìn)行了對比，結(jié)果顯示加入光闌后，諧振腔內(nèi)的高階模式被抑制了，有效減少了腔內(nèi)的模式;其次，利用等價(jià)的方法將環(huán)形腔結(jié)構(gòu)等價(jià)為直型腔結(jié)構(gòu)，研究了環(huán)形腔內(nèi)的模式。最后，利用Matlab軟件，設(shè)計(jì)了完整的程序，設(shè)計(jì)的界面程序使操作和仿真結(jié)果顯示直觀方便。
　　研究結(jié)果表明，選取合適的球面鏡參數(shù)及球面鏡的位置，可以降低光學(xué)元件所引起的象散;為了使腔內(nèi)有較少的模式，加入光闌可以起到抑制高階模