基于體布拉格光柵橫模選擇特性理論研究.pdf

1、激光的光束質(zhì)量會(huì)對(duì)激光的應(yīng)用產(chǎn)生直接的影響。由于基模光束的衍射損耗小，能量集中，光束發(fā)散角小，在許多應(yīng)用領(lǐng)域都要求激光器為基模輸出。但是激光器的實(shí)際工作狀態(tài)一般處在多模運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，含有高階橫模的激光束光強(qiáng)分布不均勻、光束發(fā)散角大及相干性差。為了提高和改善激光器的輸出光束質(zhì)量，通常需要對(duì)諧振腔進(jìn)行橫模選擇。傳統(tǒng)的橫模選擇方法主要依賴改變腔型和使用小孔光闌等，但仍存在腔內(nèi)損耗較大，模體積小，輸出功率小等諸多問(wèn)題。
　　基于光熱敏折變玻璃

2、的體布拉格光柵以其優(yōu)秀的角度選擇性、光譜選擇性、以及較高的損傷閾值等優(yōu)點(diǎn)，廣泛地應(yīng)用于高功率激光系統(tǒng)中。
　　本論文提出采用體布拉格光柵作為諧振腔的橫模選擇元件，并進(jìn)行了橫模選擇的理論研究。首先，利用耦合波理論分析了不同光柵結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)體布拉格光柵衍射特性的影響及用于橫模選擇時(shí)的光柵參數(shù)設(shè)計(jì)，并分析了體布拉格光柵的角度選擇性對(duì)不同高階橫模的衍射損耗和強(qiáng)度分布的影響。其次，結(jié)合快速傅里葉變換法和耦合波理論建立了對(duì)體布拉格光柵諧振腔模式

3、的求解算法，可計(jì)算出不同橫模的強(qiáng)度分布和衍射損耗。最后，分別以透射型體布拉格光柵和反射型體布拉格光柵作為平行平面腔的腔內(nèi)元件，建立了無(wú)源體布拉格光柵諧振腔模型。對(duì)體布拉格光柵諧振腔的模式進(jìn)行求解，分析了其橫模的模式特性，并對(duì)比分析了透射型和反射型體布拉格光柵角度選擇性對(duì)橫模近場(chǎng)及遠(yuǎn)場(chǎng)分布的影響。結(jié)果表明:在體布拉格光柵的角度選擇性的作用下，平行平面腔不同橫模的強(qiáng)度分布分別得到了優(yōu)化，不同橫模之間的衍射損耗差異增大。匹配諧振腔的腔型、增益