諧振腔損耗測量系統(tǒng)的光學模式匹配研究.pdf

1、光學諧振腔是激光器的組成部分之一，合理的諧振腔結構設計，可以改變激光器輸出光束的特性。低損耗是評價諧振腔結構設計優(yōu)良的標準之一，而損耗的大小與諧振腔中的光場模式是相關的，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，從而為諧振腔結構的改善提供理論依據。
　　本文在諧振腔損耗測量系統(tǒng)的基礎上，深入研究了外光路與內光路的光斑匹配以及諧振腔內的模式分布。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優(yōu)先起振模式的三維分布圖，計算了各階模式的光斑半徑值、相移值、損耗值、模式數目等;通過改變諧振腔的結構，分析了腔長、球面鏡尺寸、球面鏡曲率半徑對腔內模式的影響，研究顯示三者對腔內模式分布均會產生影響，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)現諧振腔中

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