非线性自聚焦和发散锥型梯度折射率棒中的两正交偏振光束

研究两正交偏振高斯光束经克尔非线性自聚焦和发散锥型梯度折射率棒的传播特性,求解了两光束无量纲束宽参量的耦合微分方程,给出了光束在棒中的两种传播方式。     

非线性倒抛物型梯度折射率棒透镜两正交极化光束的物象变换

从标量麦克斯韦方程出发,对一类克尔非线性倒抛物型梯度折射率棒透镜中两正交极化高斯光束,用变分法推导出并求解了无量纲束宽参量的非线性耦合微分方程.研究了棒透镜中两正交极化光束的场和经棒透镜物象变换的性质.     

非线性倒抛物型梯度折射率棒透镜两正交极化光束的物象变换

从标量麦克斯韦方程出发，对一类克尔非线性倒抛物型梯度折射率棒透镜正两正交极化高斯光束，用变分法推导出并求解了无量纲束宽参量的非线性耦合微分方程，研究了棒透镜中两正交极化光束的场和经棒透镜物象变换的性质。     

多棒串接固体激光器输出光束发散角的研究

分析了输出耦合镜和热透镜效应对激光器输出高斯光束发散角的影响.首先对等间距腔型和对称腔型双棒串接固体激光器输出高斯光束的发散角进行了比较,然后分别计算和讨论了单棒、双棒和三棒对称腔型固体激光器输出多模高斯光束发散角与热焦距的关系.     

MD投影机中的光学元器件（四）——微透镜阵列与光积分棒

MD投影机光学引擎中照明系统的作用有两个：一是实现均匀照明：二是将圆形截面光束调制成矩形截面光束。均匀化照明可以提高投影图像亮度的一致性．调制光束截面形状可以提高光的利用率,微透镜阵列或光积分棒则可以很好地解决这两个问题。     

梯度折射率棒中传播的高斯光束轨迹解析解及其存在条件的讨论

本文提出光束轨迹方程的一般解，导出解析解的存在条件，推广了文献［１］的光线传播理论，文中以一特定梯度折射率棒为例，讨论了高斯光束在棒中的传播特性。     

利用扫描法测量预制棒折射率

通过对现有测试方法的分析,提出了一种新的测量方法--细光束扫描来测量预制棒的折射率分布.细光束照射到预制棒上,预制棒就像是柱透镜使光线会聚,光线在预制棒中经过一系列的折射后,最后从另一端出射.在假定预制棒内折射率分布的基础上,应用几何光学中的折射定律对扫描光线进行追迹,计算其在预制棒内的传播路径,得到理论上出射的位置,通过测量可以得到实际光线出射的位置,利用这两个结果的差异构造评价函数,运用蒙特卡罗算法对假定的折射率分布进行反复的修正,最后评价函数趋向于一个很小的值,此时折射率分布也趋向于其真实分布,达到测量的目的.     

大功率1.3 μm二极管泵浦Nd∶YAG激光器研究

通过二极管侧面环形泵浦方式是目前取得大功率、高光束质量的1.3 μm激光的最有效的方法之一。本文采用双泵浦腔串联的对称平平腔结构和优化补偿激光棒热透镜效应的手段,实现了通过注入光功率分摊到两个泵浦腔的方法降低单个激光棒的热效应提高了激光器光束质量,同时又实现了激光功率的提升。实现了平均功率140 W、光束发散角10 mrad、功率不稳定度2 %、重复频率10 kHz、脉冲宽度250 ns的激光输出,为拓展相关领域的应用奠定了基础。     

全固态单模Nd:YAG激光器输出特性优化的实验研究

为了实现高功率全固态激光器的高输出光束质量,使用1mm直径Nd:YAG激光棒和单一二极管激光模块侧面抽运的简单激光腔设计来实现功率高于10W、光束质量接近衍射极限的TEM00模输出。通过使用小口径激光棒抑制高阶横模振荡、曲面后反镜和负透镜组合补偿热透镜效应和实验优化后反镜的曲率半径、负透镜的焦距以及激光腔腔长等结构参数使激光器输出功率和光束圆率同时达到最大,实现了平均功率10.8W、脉冲宽度15ns、光斑圆率98.8%±0.8%、M2值为1.1的近衍射极限光束输出。结果表明,通过使用小口径激光棒提高激光器输出光束质量工程上可行。     

激光棒内应力的检查

发展高质量激光器的问题之一是由于棒材料吸收某些感应的泵浦辐射热而引起的内应力(棒畸变)。棒畸变减少了光束相干性,增大了激光束的发散度。     

Elliptic Gaussian Optical Beam in Nonlinear Conical Graded-index Rod Lens

The propagation and transformation of an elliptic Gaussian optical beam(EGB) passing through a Kerr-law nonlinear conical graded-index rod lens are presented. In the rod lens, the EGB is treated as two dependent optical beams. The dimensionless beam-width parameters and the inverses of the curvature radii for the wavefront of the two beams are given semi-analytically,and the transformations of the EGB with the rod lens are derived by use of the ABCD law of Gaussian optical beam.     

机载海洋激光雷达系统中的光束扩散

本文用蒙特卡罗模拟方法，研究了用于探测水下目标的海洋激光雷达系统中光束的扩散，得到了各种水质条件下不同深度处水下光班的半径，结果与国外的有关研究结果相吻合；我们还首次计算了水面上目标返回光斑的半径以及其中的亮度分布，并研究了海浪和泡沫对光束扩散的影响，这些结果对于海洋激光雷达系统的设计具有非常重要的意义。     

The Excitation of a Dielectric Rod by a Cylindrical Waveguide

This paper is a theoretical analysis of the excitation of the lowest circular symmetric TM surface wave along an infinite circular dielectric rod by a metallic cylindrical waveguide coaxial with the rod. The asymptotic expressions for all the fields are obtained by means of the Wiener-Hopf method. The expressions for the total average power transmitted to the surface wave, the total average power reflected, and the total power radiated, per unit incident power, are derived and computed for epsilon=2.49 for various radii of the dielectric rod.     

高斯光束通过非线性抛物形梯度折射率棒透镜的变换

本文导出了高斯光束通过非线性抛物形梯度折射率棒透镜的变换公式。结果表明,它的变换特性依赖于光功率、入射光束的束腰、物距以及透镜参数。     

四边形激光陀螺的光束特性

为了对四边形激光陀螺进行更为深入的研究,了解其光束特性,运用传输矩阵,得到了四边形激光陀螺的稳定条件,并对四边形激光陀螺内部的高斯光束特性进行了数值计算,得到腔内实际上存在两条高斯光束,它们在两个球面镜处结合在一起。结果表明,球面镜的曲率半径越大,高斯光束的光斑半径越大,光束就越平直,越便于信号的读出。     

基于直线感应加速器的非相干太赫兹源设计

太赫兹波的产生途径有很多,本文通过理论设计和数值计算模拟了利用强流直线感应加速器神龙一号来产生 THz波。神龙一号直线感应加速器能够产生最大能量~20 MeV、束流强度~2 kA、脉冲宽度~60 ns 的脉冲电子束,脉冲电子束以不同能量通过偏转半径不相同的偏转磁铁后可以辐射出具有连续频率的太赫兹波。模拟计算了不同能量下的电子束通过偏转半径分别为0.2 m、0.5 m和1 m的偏转磁铁后得到的太赫兹波频率与电子束能量、磁铁偏转半径等的关系,太赫兹波的频率范围可达0.1 THz~9 THz,最大瞬时辐射功率~0.5 W。最后根据神龙一号直线感应加速器漂移段布局,设计得到偏转半径为0.5 m的偏转磁铁结构以及模拟结果。     

双半圆柱激光器的设计及其热效应分析

针对板条、盘片和管状激光器由于不是圆形光斑而难于聚焦及棒状激光器的热效应问题,设计了一种双半圆柱激光器。双半圆柱激光器能实现圆斑输出,而热效应要优于棒状激光器。用ANSYS软件进行的热效应数值模拟分析表明,双半圆柱状激光器比棒状激光器最高温度低25℃左右,最大温差低11℃左右,最大热应力在棒状激光器的60%以下。     

Transport of intense light ion beams

Theoretical and experimental research concerning two techniques for transporting intense light ion beams is described. The first technique uses the magnetic field associated with a wall-stabilized z-discharge to radially confine and guide the beam, and the second technique uses the magnetic field from a central current-carrying wire. The ion beam for the experiments is generated and weakly focused onto the aperture of the transport system using a pinch-reflex ion diode on the Naval Research Laboratory Gamble II generator. Typically 1.2-MeV, 100-kA proton beams are transported within radii as small as 1 cm. High-efficiency transport of beams has been demonstrated for both techniques over distances of a few metes. Beam charge and current neutralization were also confirmed. Nuclear diagnostics and shadowboxes were used to measure beam transport efficiency and phase space information for comparison with theoretical predictions. Particle transport efficiencies as high as 100% for the z-discharge technique and 80% for the wire-guided technique were observed     

湍流大气中准直激光束的光斑特征Ⅰ.特征半径

利用数值方法研究了不同光传播起伏条件下湍流大气中准直激光束的光斑特征 ,结果表明 ,光斑稳定半径(Rrbt)和等效半径 (Reff)具有很好的相关性 ,虽然Rrbt 可应用于更一般的光斑 ,但它们都不适合衡量光斑质量 ;而锐度半径 (Rshp)可以恰当地反映光斑质量。对于准直激光束 ,在极弱起伏条件下 ,约有一半的光斑其质量变好或变差 ,但变化幅度很小 ;随起伏条件的加强 ,越来越多的光斑质量变差 ,但仍有一部分光斑质量变好 ,且程度越来越高