【摘要】：角錐棱鏡可以補(bǔ)償激光器增益介質(zhì)的不均勻、其角向選模特性能抑制高階模振蕩改善光束質(zhì)量、準(zhǔn)相位共軛特性能補(bǔ)償腔內(nèi)相位畸變。角錐諧振腔的抗失諧特性使得角錐腔激光器能克服普通激光器容易受到外界因素影響的缺點(diǎn),近年來(lái)越來(lái)越受到激光器研究者的關(guān)注。角錐的偏振特性,一方面會(huì)影響諧振腔的輸出,例如降低電光調(diào)Q效率,增加損耗;另一方面又有利于相干合成。為了消除偏振特性影響或提高相干合成效率,需要精確的角錐偏振特性數(shù)據(jù),用于偏振調(diào)控。目前仍然缺乏精確的靜態(tài)角錐偏振特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。雖然采用鍍膜方法理論上能實(shí)現(xiàn)角錐的保偏(偏振態(tài)不變),但該方法調(diào)控范圍小、缺少合適的介質(zhì)材料。為了克服這些問(wèn)題,本課題通過(guò)研究偏振特性,設(shè)計(jì)以動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)波片為核心的偏振測(cè)量方案,測(cè)量了角錐偏振特性數(shù)據(jù),提出以多波片為核心器件的雙1/4波片單1/2波片(QHQ)保偏方案和去耦合相位幅度分離保偏方案。主要內(nèi)容如下:第一部分圍繞角錐的偏振特性,通過(guò)光線追跡法和Kronecker積得到角錐六個(gè)方向偏振轉(zhuǎn)換Mueller矩陣。設(shè)計(jì)了靜態(tài)波片測(cè)量和動(dòng)態(tài)波片測(cè)量的實(shí)驗(yàn)方案,通過(guò)設(shè)置參數(shù)來(lái)測(cè)量角錐偏振特性Stokes參量。動(dòng)態(tài)波片實(shí)驗(yàn)精度更高,誤差為4.361%,在合理誤差范圍內(nèi),實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了理論。偏振特性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可擴(kuò)展角錐的應(yīng)用,為下一步的保偏提供了基礎(chǔ)。第二部分根據(jù)第一部分得到的角錐偏振轉(zhuǎn)換矩陣,提出了 QHQ保偏方案和去耦合相位幅度分離保偏方案,理論論證了兩種方案的可行性。QHQ方案適用于角錐六個(gè)回路,參數(shù)不固定,而去耦合方案參數(shù)固定只適用123、321方向。對(duì)于保偏方案的參數(shù)設(shè)置,用粒子群算法進(jìn)行優(yōu)化,得到了去耦合方案中1/2波片角度為6.84°。用基于Stokes參量的相位補(bǔ)償器校準(zhǔn)調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn),調(diào)節(jié)了晶軸方向并確定了延遲量范圍。對(duì)于兩種方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,結(jié)果表明:兩種保偏方案理論與實(shí)驗(yàn)誤差較小,可行性較高。第三部分提出了一種新型的角錐諧振腔互注入電光調(diào)Q激光器。具體設(shè)計(jì)了聚光腔和激光器總體機(jī)械結(jié)構(gòu),選取合適的器材,完成激光器定制。仿真了角錐偏振特性帶來(lái)的電光調(diào)Q損耗,結(jié)果表明保偏會(huì)減小水平和豎直方向附近線偏振光的損耗。初步測(cè)試了激光器性能,在0～180mJ能量范圍穩(wěn)定輸出,發(fā)散角為1.5mrad,脈沖寬度約為25ns,輸出TEM00基模高斯光,在軍事、通信領(lǐng)域有應(yīng)用潛力。
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN248
【圖文】：

角錐諧振腔互注入合成光束的偏振特性研究，相較于電光和聲光調(diào)Ｑ輸出也更低，飽和被動(dòng)Ｑ損耗。相對(duì)而言，角錐諧振腔激光器用被動(dòng)調(diào)Ｑ開(kāi)光是利用晶體或者液體中的電光效應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)制，在外加電場(chǎng)下會(huì)有雙折射特性。泡克爾斯盒是調(diào)源器件，分為沿光束方向加電場(chǎng)的如ｋｄｐ晶體，體。逡逑

福州大學(xué)碩士學(xué)位論文邐逡逑及電源控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了互注入。光在角錐腔內(nèi)經(jīng)過(guò)一個(gè)來(lái)回到達(dá)最初位置逡逑次經(jīng)過(guò)了增益介質(zhì)。回路的尾端一段放置全反鏡，使得激光來(lái)回振蕩，另逡逑置部分透射的輸出耦合鏡。因?yàn)榭紤]到器件之間的擺放間距，角錐選用直逡逑ｍｍ以上的較大尺寸角錐。角錐的偏振特性會(huì)導(dǎo)致傳統(tǒng)電光Ｑ開(kāi)關(guān)出現(xiàn)“關(guān)逡逑的情況［２１］［２２］，在電光晶體前放置線偏振器，使得調(diào)Ｑ模塊能夠正常工作。逡逑；１／４電壓后，線偏振光首先產(chǎn)生ｔｔ／２相位差，反射回來(lái)后再次產(chǎn)生；ｒ／２相逡逑，偏振方向旋轉(zhuǎn)９０°，無(wú)法通過(guò)偏振器損耗增大，粒子不斷積累，不加電逡逑，損耗減小，Ｑ值提高，產(chǎn)生巨脈沖。上述方案能克服角錐腔被動(dòng)調(diào)Ｑ的逡逑端，首先電光調(diào)Ｑ相比于被動(dòng)調(diào)Ｑ控制方便、輸出能量更高。其次，兩逡逑棒在獲得較大的能量時(shí)的熱效應(yīng)相對(duì)于單根激光棒會(huì)較小，不需要大型的逡逑統(tǒng)。逡逑

角錐諧振腔互注入合成光束的偏振特性研究和角錐。角錐的偏振特性使得Ｐ光變?yōu)闄E圓偏振光，再次到達(dá)偏振器時(shí)成兩束光Ｐ１和Ｓｌ，Ｐ１光會(huì)注入光纖２中，Ｓ１光則會(huì)從諧振腔中反射出逡逑能量的損失，為了減小損失，會(huì)在下方放置一全反鏡將其反射回去。光類(lèi)似，經(jīng)過(guò)多次上述重復(fù)過(guò)程，兩個(gè)光纖激光器的互注入鎖相就完成了。逡逑

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本文編號(hào)：2783253