動态多(duō)模分析和(hé)調Q運轉模拟

目錄

動态多(duō)模分析和(hé)調Q運轉模拟 1

1.介紹 1

2.激光器(qì)連續輸出時(shí)輸出功率，模式競争，和(hé)光束質量的模拟 2

3.Q開(kāi)關運轉模拟 6

4.光闌影(yǐng)響模拟 10

5.結論 12

 

1.介紹

動态多(duō)模分析的目的是進行(xíng)激光多(duō)模和(hé)激光調Q運轉分析。激光腔內(nèi)橫模結構近似為(wèi)HG和(hé)LG模式。HG和(hé)LG模式是不同本征頻率對應的正交特征函數(shù)，我們假設模式之間(jiān)的橫模振蕩互不幹擾，因此模式之間(jiān)的短(duǎn)時(shí)幹涉影(yǐng)響可(kě)以忽略。基于這個(gè)假設，起振模式中的反轉粒子數(shù)密度和(hé)光子數(shù)是由下面的以時(shí)間(jiān)為(wèi)變量的3D速率方程描述：

方程2-3用于四能級激光系統。準三能級系統的多(duō)模分析還(hái)在研究中。三能級（泵浦能級）和(hé)能級2（激光上(shàng)能級）之間(jiān)，能級1（激光下能級）和(hé)能級（基态能級）之間(jiān)的快速衰減速率已被假定。

在前面的章節中有(yǒu)詳細的關于計(jì)算(suàn)激光輸出功率，Q開(kāi)關運轉和(hé)光闌影(yǐng)響的參數(shù)和(hé)方程之間(jiān)的數(shù)學關系的介紹。或者，可(kě)以點擊LASCAD主窗口主菜單的“Help DMA Code”。

接下來(lái)有(yǒu)一個(gè)關于DMA編碼的指南。它顯示了怎樣比較合理(lǐ)地定義DMA GUI中單個(gè)輸入參數(shù)來(lái)模拟CW多(duō)模操作(zuò)，Q開(kāi)關運轉和(hé)光闌的影(yǐng)響。
 

2.激光器(qì)連續輸出時(shí)輸出功率，模式競争，和(hé)光束質量的模拟

要使用DMA編碼，需要在腔內(nèi)插入一個(gè)熱透鏡晶體(tǐ)。可(kě)以參照教程1的說明(míng)，準備一個(gè)端面泵浦的晶體(tǐ)。簡便地，我們可(kě)以直接打開(kāi)tutorial-1.lcd文件激活腔結構，該文件可(kě)以在LASCAD的子目錄“tutorials”中找到。在我們設置好FEA編碼和(hé)在模式腔內(nèi)插入晶體(tǐ)後，在LASCAD主菜單中選擇 “Dynamic Multimode Analysis”，打開(kāi)DMA窗口。在該窗口中，點擊Open GUI for DMA，打開(kāi)“Dynamic Multimode Analysis”。該窗口有(yǒu)5個(gè)标簽，如下：
 

2.1 高(gāo)斯模式選項

點選該選項并選擇“type of Gaussian modes”來(lái)近似激光模式結構。如果模式結構是象散的，選擇Hermite-Gaussian模式。在旋轉對稱腔結構設計(jì)時(shí)，選擇LG模式更好。但(dàn)是，如果橫模數(shù)量較多(duō)，則推薦采用Hermite-Gaussian模式，高(gāo)階LG在數(shù)值上(shàng)更複雜。模式類型選擇會(huì)自動地基于激光模式結構的象散選擇。“Maximum transverse mode order”定義在x和(hé)y方向的最大(dà)傳輸模式階數(shù)Nmax。但(dàn)是，随着Nmax的增加，由于總模式數(shù)，因此M也會(huì)跟着變大(dà)，将耗費一定的計(jì)算(suàn)時(shí)間(jiān)。