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)量會對激光的應用產(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，在許多應用領域都要求激光器為基模輸出。但是激光器的實際工作狀態(tài)一般處在多模運轉(zhuǎn)狀態(tài)，含有高階橫模的激光束光強分布不均勻、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，通常需要對諧振腔進行橫模選擇。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，廣泛地應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構參數(shù)對體布拉格光柵衍射特性的影響及用于橫模選擇時的光柵參數(shù)設計，并分析了體布拉格光柵的角度選擇性對不同高階橫模的衍射損耗和強度分布的影響。其次，結合快速傅里葉變換法和耦合波理論建立了對體布拉格光柵諧振腔模式

3、的求解算法，可計算出不同橫模的強度分布和衍射損耗。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，建立了無源體布拉格光柵諧振腔模型。對體布拉格光柵諧振腔的模式進行求解，分析了其橫模的模式特性，并對比分析了透射型和反射型體布拉格光柵角度選擇性對橫模近場及遠場分布的影響。結果表明: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