非链式DF激光器非稳腔数值仿真与实验

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ｆ０ｒｎｏｎ．ｃｈａｉｎＤＦｌａｓｅｒ
ＲｕａｎＰｅｎｇ，ＰａｎＱｉｋｕｎ，ＸｉｅＪｉｊｉａｎｇ，ＬｉｕＣｈｕｎｌｉｎｇ，ＣｈａｉＹｕａｎ
第４６卷第２期
Ｖｏ１．４６ＮＯ．２
红外与激光工程
ＩｎｆｒａｒｅｄａｎｄＬａｓｅｒＥｎｚｉｎｅｅｒｉｎ
２０１７年２月
Ｆｅｂ．２０１７
非链式ＤＦ激光器非稳腔数值仿真与实验
将引起远场发散角变大。运用该算法研究了腔镜倾斜对近场光强分布的影响：腔镜倾斜使光束近场分
布变差，倾斜角越大，光强的非对称分布越明显。开展了非链式ＤＦ激光器非稳腔实验研究，实验得到
阮鹏，潘其坤，谢冀江，刘春玲，柴源
（１．吉林师范大学信息技术学院，吉林四平１３６０００；
２．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春１３００３３）
摘要：基于描述光束传播的菲涅耳一基尔霍夫衍射积分理论，运用快速傅里叶变换算法仿真了非稳
中图分类号：ＴＮ２４８．５文献标志码：ＡＤｏＩ：１０．３７８８／ＩＲＬＡ２０１７４６．０２０５００４
Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｏｎｕｎｓｔａｂｌｅｒｅｓｏｎａｔｏｒ
２．ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓ，ＦｉｎｅＭｅｃｈａｎｉｃｓｎｄａＰｈｙｓｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００３３Ｃｈｉｎａ）
腔ＤＦ激光的三维近场、远场光强分布。仿真结果显示：非稳腔的近场输出光斑形状为中心对称的空
心 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ环，远场输出光斑为具有中心亮斑的多级衍射环；大Ｍ数将导致近场光斑能量集中，大的Ｎｅｑ值
Ｆｏｕｉｅｒｒａｌｇｏｉｔｒｈｍ．Ｎｕｍｅｉｃｒａｌｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｍｏｄｅｐａｔｔｅｒｎｉｓｒｉｎｇｓｈａｐｅｄａｔｎｅａｒｆｉｅｌｄａｎｄｍｕｌｔｉｓｔａｇｅｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎｉｎｇｒｗｉｔｈｃｅｎｔｒａｌｂｒｉｇｈｔｓｐｏｔａｔｆｒａｉｅｆｌｄ，ａｎｄｈｅｔｎｅｒａｉｅｆｌｄｓｐｏｔｌａｓｅｒｉｎｔｅｎｓｉｔｙｗｉｌｌ
ｂｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅｄａｓＭｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｗｈｉｌｅｈｅｔｆｒａｉｅｆｌｄａｎｇｌｅｏｆｉｖｄｅｒｇｅｎｃｅｗｉｌｌｉｎｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅｍｅｎｔ
，
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢａｓｅｄｏｎｔｈｅＦｒｅｓｎｅｌ — ＫｉｒｃｈｈｏｆＳｉｎｔｅｇｒａｌｈｅｔｏｒｙ．ｔｈｅｔｈｒｅｅ — ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｎｅａｒｉｌｆｅｄａｎｄｆａｒｉｌｆｅｄｌｉｇｈｔｉｎｔｅｎｓｉｔｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｎｏｎ— ｃｈａｉｎｐｕｌｓｅｄＤＦｌａｓｅｒｗｉｔｈｕｎｓｔａｂｌｅｒｅｓｏｎａｔｏｒｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｕｓｉｎｇＦａｓｔ
（１．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｉｔｏｎ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉｌｉｎＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｉｐｉｎｇ１３６０００，Ｃｈｉｎａ；
的近场、远场光强分布及腔镜失调下的近场光斑变化情况与数值模拟结果一致，实验测量的远场发散角为１．２ｍｒａｄ。文中的仿真结果可为ＤＦ激光器腔镜失调诊断及调节提供依据。关键词：ＤＦ激光器；非稳腔；光强分布；傅里叶算法