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如何計(jì)算(suàn)一個(gè)簡單激光腔中端面泵浦棒的熱透鏡(3) |
時(shí)間(jiān):2018-10-15 22:53來(lái)源:訊技(jì)光電(diàn)作(zuò)者: 技(jì)術(shù)部點擊:次打印 |
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其他工具的詳細描述請(qǐng)參閱LASCAD 手冊。
4. 激光腔特性分析工具
LASCAD包含幾種分析腔特性的工具,現在的這個(gè)例中會(huì)涉及到其中的一些(xiē)。
4.1. 激光腔穩定性分析
在如圖12所示的窗口中,可(kě)以看到在窗體(tǐ)标題下的“Show Stability Diagram”複選框。選定這個(gè)複選框就會(huì)打開(kāi)如圖14所示的“Stability Diagram”窗口。
圖14
單擊“Plot”按鈕就可(kě)以顯示确切的諧振腔結構的穩定性。圖形中紅色的十字形符号所在的位置表示腔的穩定性。改變諸如反射鏡曲率半徑這樣的腔參數(shù)以後,再單擊“Plot”按鈕,将出現第二個(gè)十字形符号,它的位置表明(míng)了腔參數(shù)改變對腔穩定性的影(yǐng)響。重複前面的操作(zuò),可(kě)以畫(huà)出一系列的十字形符号,最後畫(huà)的這個(gè)總是紅色而以前的變成了藍(lán)色。腔的穩定性對泵浦功率的依賴關系是非常重要的,因此為(wèi)了分析這種關系像在第3節中描述的那(nà)樣對泵浦功率進行(xíng)調整。
選定“Show y-plane diagram”選項則顯示y平面的穩定圖。像g參數(shù)這樣的概念的定義請(qǐng)參閱LASCAD手冊的6.5 節。
4.2. 高(gāo)斯橫模的分布以及與泵浦光分布的重疊顯示
在如圖12中,可(kě)以看到緊靠在模式圖上(shàng)方的“Show Mode Profile”的窗口有(yǒu)一個(gè)複選框,選定這個(gè)選項打開(kāi)如圖15所示的“Mode Profile”窗口。
用鼠标單擊模式圖窗口(如圖1 所示)右邊垂直的紫紅色豎條,并将它拖動到模式圖中就能看到豎條所在位置的橫模高(gāo)斯分布。
如果将豎條拖動到晶體(tǐ)所在的位置,不僅顯示模的分布還(hái)顯示泵浦光(藍(lán)線表示)與模的重疊。對高(gāo)階模存在的情況,可(kě)以用窗口右下角的左右箭頭控制(zhì)高(gāo)階橫模的顯示。
泵浦光沿x軸和(hé)y軸方向的差别是由于在兩個(gè)方向上(shàng)輸入的高(gāo)斯指數(shù)不同(如圖3所示)。
4.3. 計(jì)算(suàn)激光功率輸出
選定LASCAD主窗口菜單中的“Laser Power”命令,打開(kāi)如圖16所示的“Laser Power Output”窗口。
作(zuò)為(wèi)入射泵浦功率的一個(gè)函數(shù),輸出激光功率可(kě)以通(tōng)過按下“Plot”按鈕開(kāi)始計(jì)算(suàn)。按下“Adjust Range”按鈕可(kě)以調整繪出曲線和(hé)坐(zuò)标軸限制(zhì)相适應。為(wèi)了計(jì)算(suàn)此圖,對熱透鏡效應作(zuò)了線性調整,第3節的“Modifying cavity parameters”有(yǒu)對這個(gè)問題的相關描述。計(jì)算(suàn)的點數(shù)可(kě)以通(tōng)過窗口右上(shàng)角的上(shàng)下箭頭來(lái)改變。
圖15
選定對話(huà)框“Plot Mode”中的“Point”選項就可(kě)以畫(huà)出點圖。選定對話(huà)框“Definition of x-Axis Variable”的“Use output mirror reflectivity”選項可(kě)以畫(huà)出輸入功率與輸出鏡反射率的關系。
選定“Multimode Operation”按鈕可(kě)以畫(huà)出多(duō)模工作(zuò)時(shí)的輸出功率。對這種情況,模的形狀是幾個(gè)橫模的疊加,它近似于一個(gè)平頂高(gāo)斯光束,改變最高(gāo)階橫模的階數(shù)可(kě)以改變平頂光束的寬度。當這樣調整時(shí),最高(gāo)階模寬度沿腔軸的變化也考慮進去了。
圖16
選定“Pulsed Operation”選項,輸入脈沖時(shí)間(jiān)和(hé)頻率。其他的相關內(nèi)容請(qǐng)參閱“指南2”。脈沖運轉可(kě)用矩形脈沖來(lái)近似,選中“Pulsed Operation”複選框可(kě)以輸入脈沖持續時(shí)間(jiān)和(hé)重複頻率。
5. 光束傳輸代碼(BPM)
僅有(yǒu)抛物線近似和(hé)ABCD 代碼并不都能滿足應用。在有(yǒu)些(xiē)情況,FEA結果可(kě)以作(zuò)為(wèi)波光傳輸代碼的輸入,這些(xiē)代碼能以3D方式模拟傳輸波前與有(yǒu)熱畸變的高(gāo)溫晶體(tǐ)的相互作(zuò)用,且不使用抛物線近似。這裏僅僅隻是介紹在默認設置情況下如何啓動BPM代碼,更詳細的描述請(qǐng)參閱LASCAD使用手冊。
點擊LASCAD主窗口中的“BPM”選項中的“Run BPM”命令,在彈出的窗口中的輸入框也用來(lái)控制(zhì)BPM代碼的執行(xíng)。
圖17
圖18
保持默認設置,單擊“Run BPM”按鈕運行(xíng)BMP代碼。與BMP主窗口一起,有(yǒu)兩個(gè)圖形窗口打開(kāi)。其中一個(gè)顯示反射鏡右端面的模分布,如圖18所示;另一個(gè)窗口顯示光束半徑的收斂性與腔叠代次數(shù)的增加的關系,如圖19所示。圖19所示的收斂性極限與圖12模式圖左邊放大(dà)所示的模光斑大(dà)小(xiǎo)相當一緻。
關于如何運行(xíng)多(duō)模工作(zuò)時(shí)的BPM代碼,請(qǐng)參閱指南2的詳細介紹。
圖19
圖20
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