高功率激光器波前像差分析：被动调Q脉冲YAG板条激光器实例

"被动调Q脉冲YAG板条激光器输出光束波前像差分析" 本文探讨了高功率被动调Q脉冲YAG板条激光器在输出光束过程中的波前像差问题，这对于理解和提升激光器的输出功率和光束质量至关重要。在激光光学领域，波前像差是衡量光束质量的重要指标，它反映了光束经过光学系统后形状的偏离理想状态的程度。通过应用哈特曼-夏克（H-S）波前传感技术和模式法波前重构，研究人员能够详细地分析侧面抽运脉冲板条激光器的输出倍频光束特性。 实验结果显示，波前像差分布可以量化为峰谷值（PV）和均方根值（RMS），同时包含了不同阶数的泽尼克像差系数。泽尼克像差是描述光学系统中常见波前畸变的一种方法，其包含了离焦、像散、慧差和球差等多种类型。分析指出，输出的倍频光的波前像差主要集中在前10阶，这表明主要的波前畸变源于这些基本的泽尼克像差。 具体来说，光束中显著的波前像差包括离焦A3、低阶像散A5、慧差A6和球差A10。离焦A3是指光线焦点位置偏离理想位置，导致光束扩散；像散A5通常与光束传播方向上的色度差异有关，引起光束形状扭曲；慧差A6是在光束边缘形成明亮光环的现象，通常由非轴对称的光学组件引起；而球差A10则源于透镜形状的不完美，使得不同距离的光线无法同时聚焦在同一点。 晶体的热效应和腔内相位扰动是影响这些像差的主要因素。例如，激光工作物质（如YAG晶体）在高功率运行时产生的热量会导致折射率变化，进而产生像差。此外，腔内反射镜和光学组件的微小不平或污染也可能引入相位扰动，影响光束质量。 为了更全面地理解光束质量，研究人员还计算了环围能量曲线和点扩散函数分布。环围能量曲线描述了光束能量在空间上的分布，而点扩散函数则反映了光束在空间分辨率上的性能。通过这些参数，可以深入分析激光器的动态波前像差特性，为优化激光器设计提供关键数据。 这篇研究对于理解和改善被动调Q脉冲YAG板条激光器的性能有着重要意义，为未来激光技术的发展提供了有价值的理论基础和实验依据。通过对波前像差的精确分析和控制，可以期望实现更高功率、更高质量的激光输出，这对于科学研究、工业加工、医疗应用等多个领域都具有重要的实际价值。