一类新型激光谐振腔的研究

常用球面镜激光谐振腔难以在短增益介质下同时获得高功率和高光束质量的激光输出。本项目首次提出选模特性好、失调灵敏度低的内外直角圆锥面组合反射镜激光谐振腔，通过不同组合，可输出多种密集实心光束和环形空心光束，且在大横向尺寸短增益介质中可获得高功率和高光束质量的激光束。本项目将建立考虑入射角度的直角圆锥面组合反射镜衍射积分方程的等效研究方法，采用有限元传输矩阵特征向量法快速计算谐振腔的模式特征、光束的传输聚焦特性，系统地研究不同组合结构对光束质量和增益介质匀化能力的影响；在多类高功率气体激光器上进行试验研究，分析腔镜面型尺寸误差、热变形对输出光束的影响，提出补偿措施，并为多模5kW横流CO2激光器研制出一套在接近多模功率的准基模激光谐振腔。该类谐振腔在高功率激光器、高能激光武器以及原子冷却、捕获等尖端物理研究中将获得广泛应用。