【摘要】：角錐棱鏡可以補償激光器增益介質(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、準相位共軛特性能補償腔內(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,近年來越來越受到激光器研究者的關(guān)注。角錐的偏振特性,一方面會影響諧振腔的輸出,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)角錐偏振特性實驗數(shù)據(jù)。雖然采用鍍膜方法理論上能實現(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。為了克服這些問題,本課題通過研究偏振特性,設(shè)計以動態(tài)旋轉(zhuǎn)波片為核心的偏振測量方案,測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,通過光線追跡法和Kronecker積得到角錐六個方向偏振轉(zhuǎn)換Mueller矩陣。設(shè)計了靜態(tài)波片測量和動態(tài)波片測量的實驗方案,通過設(shè)置參數(shù)來測量角錐偏振特性Stokes參量。動態(tài)波片實驗精度更高,誤差為4.361%,在合理誤差范圍內(nèi),實驗驗證了理論。偏振特性實驗數(shù)據(jù)可擴展角錐的應(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。對于保偏方案的參數(shù)設(shè)置,用粒子群算法進行優(yōu)化,得到了去耦合方案中1/2波片角度為6.84°。用基于Stokes參量的相位補償器校準調(diào)節(jié)實驗,調(diào)節(jié)了晶軸方向并確定了延遲量范圍。對于兩種方案進行了實驗驗證,結(jié)果表明:兩種保偏方案理論與實驗誤差較小,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)計了聚光腔和激光器總體機械結(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的電光調(diào)Q損耗,結(jié)果表明保偏會減小水平和豎直方向附近線偏振光的損耗。初步測試了激光器性能,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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：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Ｑ損耗。相對而言，角錐諧振腔激光器用被動調(diào)Ｑ開光是利用晶體或者液體中的電光效應(yīng)來設(shè)計制，在外加電場下會有雙折射特性。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)，實現(xiàn)了互注入。光在角錐腔內(nèi)經(jīng)過一個來回到達最初位置逡逑次經(jīng)過了增益介質(zhì)。回路的尾端一段放置全反鏡，使得激光來回振蕩，另逡逑置部分透射的輸出耦合鏡。因為考慮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。角錐的偏振特性會導(dǎo)致傳統(tǒng)電光Ｑ開關(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，反射回來后再次產(chǎn)生；ｒ／２相逡逑，偏振方向旋轉(zhuǎn)９０°，無法通過偏振器損耗增大，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調(diào)Ｑ的逡逑端，首先電光調(diào)Ｑ相比于被動調(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的熱效應(yīng)相對于單根激光棒會較小，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，再次到達偏振器時成兩束光Ｐ１和Ｓｌ，Ｐ１光會注入光纖２中，Ｓ１光則會從諧振腔中反射出逡逑能量的損失，為了減小損失，會在下方放置一全反鏡將其反射回去。光類似，經(jīng)過多次上述重復(fù)過程，兩個光纖激光器的互注入鎖相就完成了。逡逑

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