非平面腔光轴失谐的分析与自洽特性

本文主要探讨了非平面环形腔在激光光学系统中的光轴失谐问题。非平面环形腔是一种特殊的光学结构，其镜面设计对于光束的传输和聚焦至关重要。文章首先构建了一个数学模型，该模型考虑了单块晶体加工过程中镜面倾斜的情况，这是实际制造过程中难以避免的因素。 作者通过引入增广的光线矩阵，深入分析了光轴失谐对腔内光路的影响。他们发现，即使存在镜面间的距离误差，这并不会对光轴闭合产生显著影响，这意味着在一定程度上，系统的稳定性仍能得到保持。然而，当输入和输出耦合面被设计为曲面时，能够有效地补偿镜面失谐，实现光轴的自洽闭合，提高了系统的精度。 对于平面镜面设计，静态分析显示了一个关键特性：当两个对称全反面的失谐角度满足特定的关系时，光轴可以重新闭合。这意味着通过精确控制失谐角度，可以确保光路的正确引导。如果失谐角度不满足对应关系，通过采用对称失谐和减小失谐量的方法，可以减小耦合点之间的偏离距离，进一步优化系统性能。 动态分析部分是本文的亮点，它提供了一种更细致、合理的加工容差分析方法，这对于实际加工过程中的误差控制具有重要意义。此外，该研究还为实验中的调光过程提供了理论依据，指导工程师们如何在实践中调整和优化非平面环形腔的性能，以达到最佳的光轴控制效果。 这篇文章不仅深化了我们对非平面环形腔光轴失谐的理解，而且为提高激光光学系统的稳定性和精度提供了实用的策略和工具，对于激光技术的实际应用和发展具有重要的参考价值。