高功率激光束整形技术研究

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由于气体流动造成高功率气体CO<,2>激光器的增益介质分布不均匀,影响到输出光强的分布不均.针对这一情况,该文提出了一种时间上均匀输出光强分布的新方法.与多数整形方法不同的是不需任何插入器件,直接利用谐振腔来实现,避免了高功率下插入器件的热畸变带来的光束质量下降.这种谐振腔由振动全反镜和平面镜组成,平面镜为输出镜.全反镜的周期性摆动,改变了激光输出的光场分布,使得一段时间的输出获得平均,即时间上的光强分布的均匀化.围绕这一课题,文中从理论分析、数值模拟、实验研究三部分进行了论述.课题的基础理论是衍射积分理论、腔镜失调理论和谐振腔非均匀增益的相关理论.同时建立了集中参数的增益模型,并简化了增益系数曲线.数值模拟采用Fox-Li迭代积分方程,用matlab程序计算.带非均匀增益分布的衍射积分方程用有限元分析法离散简化,并分别得到了平-二面角屋脊镜腔和平-凹腔为基本腔型的振动全反镜腔的输出结果,以及这些结果与普通腔型的比较.选定平-凹振动全反镜腔为实验腔型.
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