高光束质量高斯非稳腔固体激光器研究

摘要：为了获得高光束质量的脉冲固体激光输出，研究了高斯非稳腔固体激光器的模式分布。运用边界有限元法将谐振腔内光场衍射积分方程转化成矩阵方程组，模拟分析了平凸高斯非稳腔内光阑位置、孔径大小以及高斯镜参数对输出光束模式的影响。基于理论模拟结果对激光器结构参数进行了优化，分别测量了腔内不同光阑位置和孔径下的激光器输出光束振幅及模式分布情况。在光阑半径为1 mm、光阑距高斯镜为150 mm、泵浦电压为900 V的实验条件下，光束质量Mx2=1.9、My2=2.3，激光最大输出能量为280 mJ的高光束质量激光输出。实验结果表明，在腔内加入选模光阑以及优化高斯镜参数可以进一步改善腔内模式分布，获得高光束质量激光输出，这与理论模拟结果基本相符。
关键词 ： 非稳腔,  高斯镜,  模式分布,  边界有限元法