MatLaser激光谐振腔设计[001]学习培训模板课件.ppt
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1、MatLaserMatLaser激光谐振腔设计激光谐振腔设计作者简介n本科:长春理工大学(原长春光学精密机械学院),光信息科学与技术专业,理学学士。n硕士:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,光学工程专业,工学硕士。n博士:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,光学专业,理学博士。MatLaser激光谐振腔设计零、引言(第一讲)n软件英文名称:MatLaser=MatrixLasern软件中文名称:魅特激光n软件开发初衷:在硕士博士期间进行激光器设计,重复编写谐振腔分析代码,考虑能否像传统的光学软件如Zemax等进行一般的设计。MatLaser激光谐振腔设计零、引言n谐振腔设计的重要性:
2、功率、光束质量、稳定性等n光学软件:Zemax,CodeV,OSLOn国内外的激光谐振腔设计软件nGLAD,LasCAD,ASLD,WinLase,PPlus,Simca,RP-Photonics,CavitynMatLaser,Laser Designern软件编写参考资料:MatLaser说明书 P132n软件编写方法:提出问题、解决问题思路。MatLaser激光谐振腔设计Matlaser零、引言n视频制作思路:基本理论、软件操作、文献实例相结合。n实现的效果:在电脑上进行激光谐振腔的调试实验。n软件功能演示:MatLaser说明书P5MatLaser激光谐振腔设计Matlaser软件功能
3、演示MatLaser激光谐振腔设计Matlaser零、引言如何开始设计第一台激光器(第二讲)n对象:刚刚学习激光原理的大三、大四的学生,或是激光器的初学者。n方法:基本理论、参考文献、MatLaser软件仿真三者结合。n谐振腔所求参数及其应用疑问n?腔镜处的光斑半径和等相位面曲率半径(实际中使用?);n?束腰半径(核心量)、位置和瑞利长度;n?腔内任意处的光斑半径;n?发散角(实测)等。n激光光学P282 P114MatLaser激光谐振腔设计Matlaser零、引言模式匹配M1M2LDTEM00M2LDTEM00M1MatLaser激光谐振腔设计Matlaser零、引言模式匹配文献n1 Pa
4、olo Laporta,Marcello Brussard.Design criteria for mode size optimization in diode-pumped solid-state lasers.IEEE Journal of Quantum Electronics,1991,27(10):2319-2326n2 J.Frauchiger,Peter Albers,Heinz P.Weber.Modeling of Thermal lensing and higher order ring mode oscillation in end-pumped CW Nd:YAG l
5、aser.IEEE Journal of Quantum Electronics,1992,28(4):1046-1056n3 Yung-Fu Chen.Pump-to-mode size ratio dependence of thermal loading in diode-end-pumped solid-state lasers.J.Opt.Soc.Am.B,2000,17(11):1835-1840MatLaser激光谐振腔设计Matlaser零、引言模式匹配结论n从充分利用泵浦能量的角度要求泵浦光模和腔模在工作物质内匹配,低功率时腔模半径略大于泵浦光模半径1.wL/wp=1.1-1
6、.2n高泵浦功率由于高级球差,与低泵浦功率的情况相反,腔模半径应略小于泵浦光模半径2,3。wL/wp=0.6-0.9n两者具体的比值关系通过理论设计,在实验中加以验证选择。PumpLaserPumpLaserMatLaser激光谐振腔设计Matlaser零、引言n初始结构的查找。n文献 Efficient fibre-coupled laser diode end-pumped NYAB lasernMatLaser软件操作:对两镜腔要有深入的理解。n各个参数平衡匹配:给定泵浦光斑半径、激光器机械尺寸限制等因素选择腔长选择腔镜的曲率半径选择倍频晶体的位置等。MatLaser激光谐振腔设计Mat
7、laser一、MatLaser软件的基本操作(第三讲)n懂得专业知识情况下的操作跟Windwows软件没有区别nMatLaser说明书 P41实例nMatLaser说明书P34基本原理n激光光学P282光学谐振腔理论入射、出射光束符号参数说明n激光光学P490相对失调灵敏度nLasers P796复ABCD理论n激光谐振腔和光束传输的分析与设计.激光与光电子学进展,2011,48(8):81402 n固体激光工程P192的腔内光束分布图形绘制MatLaser激光谐振腔设计Matlaser第四讲、基于元件和面的分析nMatLaser说明书 P61实例nA linearly polarized c
8、ontinuous-wave 1357-nm Nd:YAG lasern平凹基频光谐振腔分析nDiode-end-pumped room temperature Tm,HoYLF lasersMatLaser激光谐振腔设计Matlaser简单扩展n工作物质两面直接镀膜的谐振腔分析nEfficient,frequency-stable laser-diode-pumped Nd:YAG laserMatLaser激光谐振腔设计Matlaser简单扩展n工作物质放在腔内的平凹腔、平平腔、双凹腔、凸凹腔、凸凹热透镜腔nSingle-axial mode,intracavity doubled Nd:
9、YAG lasern凹凸谐振腔固体激光工程P206MatLaser激光谐振腔设计Matlaser第四讲补充n工作物质两面直接镀膜的谐振腔分析nEfficient,frequency-stable laser-diode-pumped Nd:YAG lasern结论是使用左图进行等效,原因是写腔内往返矩阵,在腔镜处是经过凹面镜的矩阵变换。MatLaser激光谐振腔设计Matlasern凹凸谐振腔固体激光工程P206 Solid-State Lasers P181第五讲、耦合相同变量的鼠标拖动优化设计n四棒串接谐振腔分析n激光光学 P389nMatLaser说明书 P71实例MatLaser激光谐
10、振腔设计Matlaser第六讲、Further slider 中一个、两个、三个件/面在固定长度内的移动n问题的由来:凹凸谐振腔限定机械长度固体激光工程P206 nMatLaser说明书 P75实例MatLaser激光谐振腔设计Matlaser第七讲、折叠稳定驻波腔nMatLaser说明书P80nHighly efficient high-repetition-rate tunable all-solid-state optical parametric oscillatorn激光光学P404倾斜放置的凹面镜的焦距MatLaser激光谐振腔设计Matlaser第七讲、折叠稳定驻波腔象散补偿n固
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