谐振腔横向模场调控直接产生涡旋激光理论和实验研究

发布时间：2025-05-07 00:02

　　涡旋光束因其在波前传播方向上是以螺旋形式传播,所以中心光强为零,又被称为暗中空光束。涡旋光在传输过程中既有线性动量也携带轨道角动量使涡旋光束为空间光通信提供了新方法和新途径。现阶段如何以最简单的方法高效获得高功率的涡旋激光以及准确测量涡旋轨道角动量依旧是涡旋研究的难点和热点。本文在全固态激光产生技术的基础上,提出一种在两个正交方向旋转激光增益介质,这种对激光晶体的离轴抽运,将导致腔内横向模场的调控,从而产生涡旋激光输出。对腔内横向模场的调控,理论基础是激光谐振腔的模式匹配原理,通过在一个方向上对谐振腔内增益介质的旋转来抑制高斯基模的振荡,产生厄米-高斯模式;再进一步在另一个正交方向上旋转增益介质,从而导致两个方向上厄米-高斯模式的叠加,最终形成拉盖尔-高斯模式。输出的涡旋光手性可以通过输出耦合镜的调整或插入一个低损耗的玻璃薄片来控制。相比较于现有的基于固体激光技术产生涡旋激光的诸多方法,本文中提出的涡旋光产生方法最大的特点是简单、易实现、阈值低、输出功率高且效率高。在Fizeau干涉仪的基础上,本文进一步提出一种改进的方案,以实现对输出涡旋光的验证,该方案仅由一个聚焦透镜和一个镀膜的平凹...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２实现ＨＧ光束到ＬＧ光束转换柱面镜系统示意图＿??１９９４年，Ｂｅｉｊｅｒｓｂｅｒｇｅｎ等［３５］在腔外加入螺旋相位板（Ｓｐｉｒａｌ?Ｐｈａｓｅ?Ｐｌａｔｅ，简称??

系统由间距一定的柱面镜所构成，在谐振腔外将厄米高斯光束转化成了拉盖尔高??斯光束。从而观察到了光束涡旋现象。Ｃｏｕｔｉａｌ等［３４］研宄了柱面镜转化的原理，??其原理图如图１．２所示。??－？转换器??＾?ＬＧｏｘ??？?“ｘ／Ｃｆ?万［．＋丨：］??ＨＧ〇ｌ?｜??￣＾?ｊ??....

图１．３实现ＨＧ光束到ＬＧ光束转换柱面镜系统示意图Ｗ??３７－

相位模式匹配的相位元件被运用于涡旋的产生中，通过缺陷反射镜构建谐振??腔模型其原理是：通过泵浦光和振荡激光的模式匹配实现涡旋激光直接振荡??输出。图１．４在谐振腔的后向加入带缺陷点反射镜，进行模式匹配实现了涡??旋光束的输出，并且不同阶数涡旋光的实现可以通过改变腔长和泵浦功率。?....

图１．４反弹式谐振腔实验装置图＾??

Ｄｉｏｄｅ??ｂａｒ??图１．３实现ＨＧ光束到ＬＧ光束转换柱面镜系统示意图Ｗ??２０１０年，Ｉｔｏ等［３７１中心有缺陷点的反射镜（ｓｐｏｔ－ｄｅｆｅｃｔ?ｍｉｒｒｏｒ）作为润旋??相位模式匹配的相位元件被运用于涡旋的产生中，通过缺陷反射镜构建谐振??腔模型其原理是：通过泵浦光和振....

图１．４环形抽运方案％??

一一?滿旋输出Ｉ??图１．５基于ＭＯＰＡ技术产生高功率涡旋光束的光路图［３９１??很明显，这些腔内方法所有有关使用空心的泵浦光束。事实上，近年来环形??泵的光束腔内产生涡旋激光己经变得很普遍，在此类研宄中很受欢迎。??１．５本文研究内容及创新点??１．５．１主要研究内容??本文针....

本文编号：4043292