陶瓷激光器的Laguerre-Gaussian模选择实验与应用探讨

"该研究着重探讨了在陶瓷激光器中选择Laguerre-Gaussian（LG）模式的实验，涉及连续波和脉冲Nd：YAG或Yb：YAG陶瓷激光器。研究了不同方法，包括泵浦轮廓的塑形、腔内透镜的应用、单轴晶体和偏振选择镜，以实现从低阶到高阶的LG模式选择，包括标量和矢量模式。实验记录并展示了高阶空心标量LGpm模式和具有特殊传播特性的贝塞尔多环模式的光束轮廓。此外，还展示了具有径向或方位偏振的低阶和高阶LG矢量模式在连续波和脉冲陶瓷激光器中的应用。文章讨论了开发的激光方案及其潜在应用。" 在这篇科研论文中，作者深入研究了陶瓷激光器中的LG模式选择，这是一种利用特定光学结构产生具有螺旋相位分布的光束，其特点是具有非零轨道角动量。LG模式在量子光学、光学通信、精密测量和粒子操控等领域有着广泛的应用。实验中，研究者采用了二极管或外部激光源对Nd：YAG或Yb：YAG陶瓷激光器进行泵浦，这两种材料因其高增益和热稳定性而被广泛用于高功率激光系统。 为了实现LG模式的选择，研究人员探索了几种策略。泵浦轮廓的成形是一种控制激光腔内能量分布的方法，可以影响产生的模式。腔内透镜的使用能够改变激光腔的光学特性，从而有利于特定LG模式的形成。单轴晶体和偏振选择镜则通过调整激光的偏振状态来选择特定的LG模式。这些技术的应用使得从低阶到高阶的LG模式，包括标量和矢量模式，都能在陶瓷激光器中得以实现。 实验结果部分，作者展示了通过CCD摄像机捕获的高阶空心标量LGpm模式的光束轮廓，这些模式具有独特的径向和方位角索引。此外，他们还演示了连续波和脉冲操作下，具有低阶和高阶径向或方位偏振的LG矢量模式。矢量模式的激光具有更复杂的偏振特性，可以产生更精细的光束操控效果。 论文最后讨论了这些发展对于陶瓷激光器设计的意义以及LG光束可能的应用。LG模式激光器的改进不仅有助于提高激光系统的性能，而且可能开启新的应用领域，如光学信息处理、微纳米加工和生物医学成像等。由于陶瓷激光器的固有优势，如高热导率和抗损伤阈值，它们在高功率和高重复频率操作中具有巨大的潜力。 这篇研究提供了关于陶瓷激光器中LG模式选择的深入见解，为未来激光技术的发展提供了理论基础和技术参考。通过优化激光腔的配置和控制泵浦条件，科研人员能够更加精确地控制激光的输出模式，这将对激光科学和相关技术的进步产生积极影响。