激光晶體作為固體激光器中重要的核心部分,在很大程度上影響著激光器的輸出特性,且由于激光晶體介質(zhì)的熱效應(yīng)限制,高光束質(zhì)量和高輸出功率很難同時滿足,嚴重制約高功率高光束質(zhì)量固體激光器的發(fā)展。環(huán)形介質(zhì)獨特的構(gòu)型能對激光器運行中產(chǎn)生的熱效應(yīng)問題進行有效的改善,可同時實現(xiàn)高功率、高光束質(zhì)量激光輸出,輸出光束具有更好的傳輸特性。因此本論文圍繞環(huán)形介質(zhì)開展了激光的模式特性及其傳輸特性研究,主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:1.基于亥姆霍茲方程推導(dǎo)了管狀環(huán)形介質(zhì)中光場的近似解析解,給出了光場傳輸?shù)挠嬎惴椒?利用Fox-Li迭代算法對與環(huán)形介質(zhì)相匹配的環(huán)孔型光學(xué)諧振腔的激光振蕩模式進行數(shù)值求解,數(shù)值計算了自再現(xiàn)模的形成過程中衍射損耗和環(huán)孔型光學(xué)諧振腔的橫模模式鑒別能力,數(shù)值結(jié)果表明:環(huán)孔型光學(xué)諧振腔在一定的角向橫模模式寬度內(nèi)模式鑒別能力差,且采用高斯型入射光場可降低迭代次數(shù),但自再現(xiàn)模穩(wěn)定時的衍射損耗值與入射光場為單位平面波和[0,1]隨機分布時保持一致,均為0.0932。2.基于弱波導(dǎo)近似推導(dǎo)了空心光纖中電場模式的本征方程,通過空心光纖的空心半徑、纖芯半徑和纖芯-外包層折射率差等關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計了空心光纖單�；蛏倌�... 

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 環(huán)形介質(zhì)激光器國內(nèi)外研究進展
        1.2.1 管狀激光器
        1.2.2 空心光纖與環(huán)狀光纖
    1.3 論文的主要研究內(nèi)容
第二章 環(huán)孔型諧振腔的激光振蕩模式分析
    2.1 環(huán)形介質(zhì)的光場近似解析解
    2.2 光場傳輸?shù)挠嬎惴椒?br>    2.3 Fox-Li算法
    2.4 數(shù)值計算結(jié)果與分析
    2.5 本章小結(jié)
第三章 空心光纖模式條件及其傳輸特性分析
    3.1 空心光纖結(jié)構(gòu)
    3.2 空心光纖的特征方程分析
        3.2.1 麥克斯韋方程
        3.2.2 Helmholtz方程
        3.2.3 空心光纖的特征方程
    3.3 空心光纖少模結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.3.1 不同纖芯半徑下的少模設(shè)計
        3.3.2 不同折射率差下的少模設(shè)計
    3.4 空心光纖的V-b曲線
    3.5 空心光纖結(jié)構(gòu)參數(shù)仿真分析
        3.5.1 纖芯半徑與模式有效折射率的關(guān)系
        3.5.2 空心半徑對光纖模式特性的影響
        3.5.3 折射率差對光纖模式有效折射率的影響
    3.6 空心光纖模式輸出的衍射場分布
        3.6.1 光纖模式在自由空間的傳輸
        3.6.2 光纖混合模式傳輸特性
        3.6.3 光纖模式的聚焦與重建特性
    3.7 本章小結(jié)
第四章 環(huán)狀光纖模式條件分析
    4.1 環(huán)狀光纖結(jié)構(gòu)
    4.2 環(huán)狀光纖的模式分布特性
        4.2.1 內(nèi)包層半徑對環(huán)狀光纖模式分布特性的影響
        4.2.2 環(huán)厚度對環(huán)狀光纖模式分布特性的影響
        4.2.3 包層折射率變化對環(huán)狀光纖模式分布特性的影響
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 本論文工作總結(jié)
    5.2 未來工作展望
參考文獻
攻讀學(xué)位期間公開發(fā)表論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]半導(dǎo)體側(cè)面抽運板條激光器光束質(zhì)量優(yōu)化[J]. 熊新健,陳培鋒,王英,楊亞楠,李響.  激光技術(shù). 2019(05)
[2]5kW Nd:YAG端面抽運板條激光器及其光束質(zhì)量提升[J]. 王君濤,童立新,徐瀏,吳振海,李密,陳小明,陳月健,汪丹,周唐建,胡浩,高清松.  中國激光. 2018(01)
[3]Polarization-maintaining few mode fiber composed of a central circular-hole and an elliptical-ring core[J]. JIAJIA ZHAO,MING TANG,KYUNGHWAN OH,ZHENHUA FENG,CAN ZHAO,RUOLIN LIAO,SONGNIAN FU,PERRY PING SHUM,DEMING LIU.  Photonics Research. 2017(03)
[4]高能固態(tài)激光器技術(shù)路線分析[J]. 陳金寶,郭少鋒.  中國激光. 2013(06)
[5]薄片激光器均勻抽運及均勻冷卻技術(shù)研究[J]. 蔡震,王小軍,蔣建鋒,涂波,靳全偉,趙娜,姚震宇,唐淳.  中國激光. 2010(10)
[6]激光二極管端面抽運固體激光器的熱效應(yīng)和熱透鏡焦距測量[J]. 潘孫強,劉崇,趙智剛,董延濤,相方莉,葛劍虹,項震,陳軍.  中國激光. 2010(10)
[7]全固態(tài)Nd:YAG激光器熱效應(yīng)及輸出光束波前像差分析[J]. 張翔,蘇禮坤,蔡青.  光學(xué)學(xué)報. 2010(03)
[8]高功率固體激光器冷卻技術(shù)[J]. 田長青,徐洪波,曹宏章,司春強.  中國激光. 2009(07)
[9]高平均功率全固態(tài)激光器[J]. 周壽桓,趙鴻,唐小軍.  中國激光. 2009(07)
[10]一種新穎的用于光腔模式及光束傳輸模擬的特征向量法[J]. 程愿應(yīng),王又青,胡進,李家熔.  物理學(xué)報. 2004(08)

博士論文
[1]常溫下高性能端面泵浦Yb:YAG板條增益模塊技術(shù)研究[D]. 李密.中國工程物理研究院 2019
[2]緊湊型高峰值功率端面抽運固體激光器研究[D]. 李兵斌.西安電子科技大學(xué) 2014
[3]環(huán)柱型高能連續(xù)波HF化學(xué)激光器研究[D]. 劉文廣.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004

碩士論文
[1]液冷薄片激光器及其熱管理技術(shù)研究[D]. 楊鵬.長安大學(xué) 2016
[2]空芯光纖的模場特性分析及其在模式轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用[D]. 邢爾軍.北京交通大學(xué) 2015
[3]摻釹玻璃微球陣列激光器及其熱管理研究[D]. 丁建永.南京郵電大學(xué) 2013



本文編號：3655999