千瓦级CO2激光器模式优化的二元光学谐振腔研究

本项目提出用二元光学反射镜代替激光器谐振腔中传统的球面反射镜，构成二元光学激光谐振腔。通过合理设计二元光学反射镜的位相分布，使激光谐振腔输出一个具有均匀强度分布的单模激光束，这对于激光器模式优化设计具有重要的理论和实际意义，在激光加工和光通信中具有广阔的应用前景。本项目运用衍射的角谱传输理论及激光谐振腔广义Q参数定义，根据位相共轭原理，分别从衍射光学和几何光学的角度分析了激光器的模式形成过程，指出对于不同激光束输出要求，设计相应的反射镜构成激光谐振腔。以标量衍射理论为基础，得到新型激光器的衍射积分方程，用Fox-Li迭代方法数值求解该积分方程，分析了新型激光器的模式优化能力，给出了谐振腔实用设计方法。