Corrections to the paraxial approximation of an arbitrary free-propagation beam

A relatively simple transform from an arbitrary solution of the paraxial wave equation to the corresponding exact solution of the Helmholtz wave equation is derived in the condition that the evanescent waves are ignored and is used to study the corrections to the paraxial approximation of an arbitrary free-propagation beam. Specifically, the general lowest-order correction field is given in a very simple form and is proved to be exactly consistent with the perturbation method developed by Lax et nl. [Phys. Rev. A 11, 1365 (1975)]. Some special examples, such as the lowest-order correction to the paraxial approximation of a fundamental Gaussian beam whose waist plane has a parallel shin from the z = 0 plane, are presented. (C) 1998 Optical Society of America.

机载测深激光雷达千赫兹全固态激光器设计及特性研究

将千赫兹高功率全固态Nd：YAG激光器的增益介质当作厚透镜处理，使用矩阵的方法对等效热透镜腔进行分析。采用多条半导体激光列阵侧向紧凑抽运结构设计，提高了增益介质光抽运的均匀性。根据实际抽运功率，通过模拟计算，设计了平凸非稳腔。选择的凸面全反镜的最佳曲率半径有效地补偿了增益介质热透镜效应，激光器实现了动态稳腔运转，激光脉冲能量输出斜度效率大于13％，光束发散角优于1.3mrad。

高功率板条激光器的研究进展

板条激光器，特别是LD抽运的板条激光器，作为高功率同体激光器的一个重要发展方向，在军用和工业应用等领域有着较好的应用前景。综述了板条激光器的抽运、冷却方式以及谐振腔设计方面的进展，并对其应用前景进行展望。

部分端面抽运板条激光器腔镜倾斜问题研究

部分端面抽运的板条激光器是一种新型固体激光器．配合混合腔可以实现在大功率下保持高光束质量的激光振荡输出。谐振腔的腔镜倾斜是影响激光器输出特性的重要因素，快速傅里叶方法是一种快捷有效的计算方法，利用此方法模拟了腔镜倾斜对近场相位分布和远场光强分布的影响，并分析了光束质量的变化。理论分析表明，腔镜的小角度倾斜对近场相位影响较大，但对远场光强空间分布影响不大；随着倾斜角度不断增大，远场发散角和光束腰宽度也增大，光束质量虽然存在恶化的趋势，但光束质量因子肝值仍然较小，离轴非稳腔仍能保持高光束质量的输出。

位相锁定来自同一侧面抽运Nd：YAG板条的两束激光

实验研究了腔内位相锁定来至一LAD侧面抽运的Nd：YAG板条的两束激光，输出镜面出现干涉条纹，获得1.13W的相干光，其组束效率达到64.9%，相干度约60%。实验中发现只需要一根作为滤波的金属丝放在离输出镜合适的位置都就能有效稳定干涉条纹，金属丝引起的损耗低于8%。

热退偏损耗完全补偿的千赫兹电光调QNd:YAG激光器

为了同时补偿固体增益介质的热致双折射及热透镜效应,进一步提高重复频率1 kHz激光二极管(LD)侧向抽运高平均功率电光调Q Nd:YAG激光器的输出功率,设计了一种完全消除热退偏损耗的双调Q开关谐振腔结构,此结构在传统调Q谐振腔的基础上沿着偏振片的退偏方向增加了一个调Q谐振支路,并使得激光从增益介质方向输出。实验结果表明,此激光器的单脉冲能量比单Q开关结构的非补偿腔输出能量高出74.7%。当侧面抽运的激光二极管输出脉冲能量达到307 mJ时,激光输出能量达到26.2 mJ,光-光转换效率为8.5%,光束发

部分端面抽运混合腔Nd∶YVO_4板条激光器实验研究

为了获得大功率高光束质量的激光输出,利用自制的5bar激光二极管阵列堆作为抽运源,抽运光经波导整形系统整形后入射至晶体,采用柱面镜混合腔结构,对部分端面抽运的混合腔Nd∶YVO4板条激光器进行了实验研究。在最高抽运功率134W时,得到了38W的连续激光输出,斜效率44%,测得的两个方向的M2因子为1.56和1.78。实验结果表明,该激光器具有极佳的热效应,能够在高功率运转时保持高光束质量的激光输出,输入-输出功率曲线没有出现平顶或弯曲的迹象,该激光器仍有提升潜力,本结果有助于进一步提升该激光器的性能,实现更高功率的高光束质量激光输出。

侧面抽运国产Nd∶YAG陶瓷棒的激光特性

实验研究了激光二极管阵列(LDA)侧向抽运国产Nd∶YAG陶瓷棒的准连续及被动调Q激光输出特性。该陶瓷激光器采用LDA侧面紧密环绕均匀排布的抽运结构,陶瓷棒抽运区域长度为20 mm,其总尺寸为3 mm×35 mm,掺杂原子数分数为~1%。在千赫兹准连续运转条件下,当平-平谐振腔的输出耦合镜透过率为47.3%时,获得最大平均功率23 W的1064 nm激光输出,光束发散角为4.5 mrad,斜率效率达12%。在谐振腔内插入Cr4+∶YAG晶体作为被动调Q开关,成功地实现了陶瓷激光器千赫兹重复频率调Q激光脉冲输出,当Cr4+∶YAG晶体初始透过率为60%时,输出激光脉冲宽度(半峰全宽)可窄至14.5 ns,调Q动静比约为40%。

高重复率窄脉宽Nd∶YVO_4板条激光器

部分端面抽运的混合腔板条激光器是一种新型的全固态激光器,采用这种结构,实现了高重复率调Q运转。在脉冲抽运情况下,1kHz运转时,得到脉宽4.6ns,单脉冲能量4.5mJ的激光输出。在连续抽运调Q输出情况下,5kHz高重复率运转时,获得了脉宽6ns,单脉冲能量3.1mJ的脉冲序列输出,平均功率超过15W;当重复率高达25kHz时,得到脉宽9.5ns,单脉冲能量1.2mJ的激光输出,平均功率达30W。实验结果表明,输出水平还有很大的提升空间。

激光二极管端面抽运Nd∶YVO_4板条激光器及其热效应

激光器中激光介质采用板条状几何结构可以极大地降低它的热效应,但仍然需要进一步分析其影响,进而优化激光器效率。利用有限元分析方法分析了部分端面抽运的混合腔板条激光器中激光介质的热效应,计算的热透镜焦距与实测结果基本相符。分析了热效应对模式匹配的影响,分析结果对于优化激光器效率、改进谐振腔设计具有一定的参考价值。并在分析的基础上进行了混合腔实验,抽运功率为110 W时,获得连续输出激光功率41.5 W,光-光转换效率约38%,斜效率达58.8%,M2因子为非稳腔方向M2x=1.59,稳定腔方向M2y=1.55。

两根掺镱大芯双包层光纤激光器获得113W同相输出功率

利用一个自成像共焦腔和一个空间滤波器实现了两掺Yb大芯光纤激光器的位相锁定。观测到稳定的具有高对比度的干涉条纹。相干条纹的对比度为59%，而非相干时对比度为6%。中心条纹的宽度与理论计算结果吻合得很好。对同相模式而言，位相锁定激光器阵列输出达到113W，对应的斜率效率为38.5%。

532 nm激光泵浦硝酸钡晶体产生外腔拉曼激光

由于硝酸钡晶体具有很强的对称振动（频率1047 cm^-1）和较高的拉曼增益,可以用来产生受激拉曼激光.采用单端泵浦的外置拉曼振荡腔与双棱镜分光装置进行了硝酸钡晶体拉曼激光实验,泵浦源为倍频Nd： YAG的532 nm激光,硝酸钡晶体通过水溶液降温法生长,尺寸为10 mm×10 mm×48 mm,采用特殊镀膜的腔镜对各阶斯托克斯光进行优化选择.在泵浦源达到65 mJ时,获得21 mJ一阶斯托克斯光,输出波长为563 nm,以及16 mJ的二阶斯托克斯光,输出波长为599 nm,受激拉曼散射SRS最大的整体

Output beam quality of edge pumped planar waveguide lasers with confocal unstable resonators

Output beam quality of edge pumped planar waveguide lasers with confocal unstable resonators is investigated by diffraction methods, taking into account gain saturation, asymmetric pumping, and beam interaction. The influences of pumping uniformity, doping concentration, cavity length and effective Fresnel number are analyzed with respect to output beam quality and pumping efficiency. It is found that good beam quality and high efficiency can be obtained with asymmetric pumping and optimized negative branch confocal unstable resonators. (c) 2005 The Optical Society of Japan.

The intensity distribution and thermal stability of InnoSlab laser

Partially end-pumped slab laser is an innovative solid state laser, namely InnoSlab. Combining the hybrid resonator with partially end-pumping, the output power can be scaled with high beam quality. In this paper, the output intensity distributions are simulated by coordinate transformation fast Fourier transform (FFT) algorithm, comparing the thermal lens influence. As the simulated curves showed, the output mode is still good when the thermal lens effect is strong, indicating the good thermal stability of InnoSlab laser. Such a new kind of laser can be designed and optimized on the base of this simulation.

Dynamic analysis of V-folded cavity for TEM00 operation of end-pumped solid-state laser

Based on graphic analysis design method of optical resonator, a simple design expression of V-folded cavity of end-pumped solid-state lasers with TEM00 operation is described, which satisfies two criterias of the resonator design. We give numerical simulation of spot size as a function of thermal focal length using this design approach whose advantages are validated experimentally.