【摘 要】
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该文围绕改善激光器输出光束质量这一中心,根据激光应用的要求,通过合理选择谐振腔参数,增大横模间隔,抑制高阶横模的振荡,按预定要求输出超高斯分布的基横模平顶光束.该文处先基于标量衍射理论推导出了二元光学元件的衍射效率与量化等级数之间的关系,给出了二元光学元件设计的一般方法.然后以衍射的角谱理论为基础,用矩量定理讨论了任意光束的传播规律,从几何光学和衍射光学的角度完整地分析了二元光学谐振腔的模式特征,
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该文围绕改善激光器输出光束质量这一中心,根据激光应用的要求,通过合理选择谐振腔参数,增大横模间隔,抑制高阶横模的振荡,按预定要求输出超高斯分布的基横模平顶光束.该文处先基于标量衍射理论推导出了二元光学元件的衍射效率与量化等级数之间的关系,给出了二元光学元件设计的一般方法.然后以衍射的角谱理论为基础,用矩量定理讨论了任意光束的传播规律,从几何光学和衍射光学的角度完整地分析了二元光学谐振腔的模式特征,用有限元方法数值对二元光学谐振腔、非球面腔和球面进行衍射分析,比较了三种腔型的差异,给出了二元光学谐振腔的设计方法.接着,针对二元光学反射镜的量化误差对输出光束均匀度的影响,分别用模拟退火算法和遗传算法进行优化设计,提出了优化算法初始参数选择的实用建议.分析了国内外二元光学元件的加工现状,制作并测试了用于小功率CO<,2>激光器和大功率CO<,2>激光器的二元光学反射镜.最后对外腔式小功率CO<,2>激光器进行实验研究,与原球面腔输出圆形光斑、多模激光束不同,新型二元光学谐振腔能够输出预定的方形平顶基横模光束,实验结果与理论分析基本吻合,验证了二元光学谐振腔的模式优化功能.
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