一种基于参数优化实现激光器单纵模输出的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于参数优化实现激光器单纵模输出的方法，该方法包括以下步骤：S1、根据增益介质的增益线型和增益系数计算腔内相邻纵模受激发射截面比；S2、基于相邻纵模间增益差异，计算出相邻纵模强度比与纵模脉冲建立前荧光在腔内往返次数的关系曲线；S3、基于激光速率方程组，考虑腔内损耗和增益，数值求解相邻纵模脉冲的建立过程；S4、定量分析初始参数对单纵模形成的影响，确定互相匹配的初始参数，使激光器输出单纵模脉冲激光；该发明专利技术通过确定激光器中输出镜反射率、激光器光学腔长和被动调Q晶体的初始透过率的最佳且互相匹配的值，可增大模式之间的增益差，从而获得稳定的单纵模脉冲激光器输出。的单纵模脉冲激光器输出。的单纵模脉冲激光器输出。

【技术实现步骤摘要】
一种基于参数优化实现激光器单纵模输出的方法


[0001]本专利技术涉及激光器
，具体涉及一种基于参数优化实现激光器单纵模输出的方法。

技术介绍

[0002]纵模选择的基本思想是设法操控不同纵模净增益的相对大小，使得在增益带宽内只有一个纵模满足阈值条件。可饱和吸收染料被动调Q开关的选模作用在很早之前就被提出，并提出了相应的模式选择理论。
[0003]脉冲从噪声中建立起来的过程，实际上就是激光器纵模自然选择的过程；在这段建立时间内，净增益大的纵模在振幅上增长得更快，抑制了其它弱增益纵模，在被动调Q开关开启临界点的纵模强度即决定了最终输出的模式特性。此外，纵模脉冲从噪声建立过程中，荧光在腔内来回传播的次数也对激光频率特性有显著影响；模式间的强度差将随着该来回次数的增大而加剧，相当于选模效果越好，当强度比大到一定程度(通常认为大于10)时，可以认为弱增益纵模被完全抑制，系统实现单纵模运转。同时，光学腔长会影响腔内纵模间隔，腔长越小，纵模间隔越大，相邻纵模增益差越大，当纵模间隔大到只有一个纵模落在增益曲线的时候，即可实现单纵模输出。腔长、被本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于参数优化实现激光器单纵模输出的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：S1、根据增益介质的增益线型、增益系数和激光器的光学腔长计算腔内相邻纵模受激发射截面比；S2、基于相邻纵模间增益差异，计算出相邻纵模强度比与纵模脉冲建立前荧光在腔内往返次数的关系曲线；S3、基于激光速率方程组，考虑腔内损耗和增益，数值求解相邻纵模脉冲的建立过程；S4、定量分析初始参数对单纵模形成的影响，确定互相匹配的初始参数，使激光器输出单纵模脉冲激光。2.如权利要求1所述的基于参数优化实现激光器单纵模输出的方法，其特征在于，步骤S1中所述激光器包括位于同一轴线上并依次光连接的泵浦光源、激光输入元件、激光增益介质、被动调Q晶体和激光输出镜；所述激光输入元件与被动调Q晶体间设置有薄膜；所述薄膜对泵浦光增透且对激光高反。3.如权利要求2所述的基于参数优化实现激光器单纵模输出的方法，其特征在于：所述激光输入元件为激光腔输入镜或激光腔输入膜系。4.如权利要求2所述的基于参数优化实现激光器单纵模输出的方法，其特征在于：所述泵浦光源和激光输入元件之间设置有聚焦装置。5.如权利要求1所述的基于参数优化实现激光器单纵模输出的方法，其特征在于，步骤S1中所述初始参数包括输出镜反射率、激光器光学腔长和被动调Q晶体的初始透过率。6.如权利要求1所述的基于参数优化实现激光器单纵模输出的方法，其特征在于，步骤S1中所述腔内相邻纵模受激发射截面比的计算公式为：g＝Δn
·
σ(v，v0)其中，增益线型为f(v)，增益系数为g，纵模频率为v0，相邻纵模间隔为Δv，相邻纵模频率为v＝v0‑
Δv，计算出腔内相邻纵模受激发射截面比σ(v，v0)。7.如权利要求1所述的基于参数优化实现激光器单纵模输出的方法，其特征在于，步骤S2的具体计算过程为：根据纵模功率和时间的关系表达式P
n
(t)＝P0nexp[k
n
(t
‑
t
n
)2]其中，P
0n
为第n个纵模刚开始建立时的噪声功率，t
n

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓忠，周耀州，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：