多激光束自組織相干合成的理論研究.pdf

1、相干合成技術(shù)是獲得高功率、高光束質(zhì)量激光的重要方法。大規(guī)模激光相干合成技術(shù)已經(jīng)成為國內(nèi)外研究的熱點。這種方法避免了單個激光介質(zhì)承受高功率泵浦的熱效應(yīng)問題，因而在獲得高功率激光輸出的同時，又保證了優(yōu)良的光束質(zhì)量。近年來，人們在這一領(lǐng)域進行了大量的研究，探索出許多相干合成的方案，但要實現(xiàn)大規(guī)模激光相干組束無論從理論上還是實驗的研究上，都還有大量工作要做。本文從相干合成的基本理論出發(fā)，進行了激光相干組束結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)研究，得出了一系列結(jié)果，為

2、進一步的理論和實驗工作打下了重要的基礎(chǔ)。 本論文研究的內(nèi)容及創(chuàng)新點主要包括以下幾個方面： 1.首先對激光束相干合成的歷史和發(fā)展現(xiàn)狀進行綜述，介紹了國內(nèi)外這一領(lǐng)域研究的最新進展。然后介紹和討論了相干合成技術(shù)的主要分類和它們各自實現(xiàn)相干輸出的原理和主要特點，并指出通過被動鎖相實現(xiàn)相干合成具有結(jié)構(gòu)簡單，方便級聯(lián)等特點使它在激光相干合成中具有絕對的優(yōu)勢，這也是本文的立意所在。 2.從菲涅爾.基爾霍夫衍射公式及光波場疊加理

3、論出發(fā)，通過對現(xiàn)有光纖激光器與固體激光器的兩種主要組束結(jié)構(gòu)，即自成像共焦腔及邁克爾遜激光腔的理論分析，指出兩種結(jié)構(gòu)組束的原理、穩(wěn)定輸出的必要條件、應(yīng)用范圍及所存在的問題。 3.針對原有兩種組束結(jié)構(gòu)所存在的問題，提出兩種新型的組束結(jié)構(gòu)。改進的自成像腔可以提高原組束結(jié)構(gòu)輸出激光的光束質(zhì)量，而新型的邁克爾遜激光腔則避免了多腔選頻問題，使大規(guī)模固體激光相干組束成為可能。 4.針對改進的自成像腔，采用傅里葉光學(xué)的方法對光場進行數(shù)值