HF激光器腔内气动介质不均匀性对光束质量影响的数值研究

"HF激光器腔内气动介质有序扰动的数值模拟" 本文主要探讨了HF连续波化学激光器（CWCL）中腔内介质不均匀性对其输出光束质量的影响，尤其是气动介质的有序不均匀扰动。HF激光器是一种重要的化学激光器类型，其性能受到诸多因素制约，其中腔内介质的均匀性是关键之一。 在描述中，作者通过建立的二维折射率分布模型对基频和泛频HF CWCL在有无激射条件下的腔内气动介质进行了数值计算。这种数值模拟方法能够深入理解激光腔内复杂的物理过程，帮助优化激光器设计。研究发现，尽管在望远式非稳腔输出条件下，1米喷管阵列的气动介质有序不均匀扰动对光束质量的影响相对较小，但随着喷管阵列长度增加，相位扰动的均方差会显著增大，这对HF泛频输出尤其重要，因为泛频激光通常具有更高的频率和更敏感的相位稳定性要求。 文章对比分析了3-Slot (3S) 和 2-Slot (2S) 喷管结构的激光器。结果显示，3S结构在工作性能和光束质量上优于2S结构。这表明，优化喷管设计，比如增加喷嘴数量，可以有效改善腔内气流的均匀性，从而提高激光输出的质量。 关键词：HF化学激光器、不均匀性、气动光学、喷管、数值计算。这些关键词揭示了研究的核心领域和方法，即通过数值计算研究气动光学效应在HF化学激光器中的作用，特别是喷管结构对介质不均匀性和激光光束质量的直接影响。 该研究提供了对HF化学激光器腔内介质不均匀性问题的深入理解，并提出了优化设计方案，对于提升此类激光器的性能和应用潜力具有重要意义。在实际工程应用中，根据本文的发现，可以针对性地改进激光器的结构，如采用3S喷管设计，以减少气动介质的不均匀扰动，从而改善光束质量。此外，对于长喷管阵列的设计，必须考虑相位扰动的累积效应，确保激光的频率稳定性和光束质量。