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固体激光器热效应及其像差研究

李瑞贤  
【摘要】: 高输出功率和高光束质量是当代工业加工和科学研究对固体激光器的要求,但固体激光器中热效应引起的动态畸变严重影响了这些性能指标。因此,必须对固体激光器中由热效应引起的动态畸变进行研究,以便采取措施补偿动态畸变。 本论文的主要目的是利用哈特曼波前探测器测量固体激光器中由热效应引起的像差,通过与理论计算得到的像差进行比较,修正了理论计算中的不足。对固体激光器中的热效应以及由热效应引起的像差进行理论分析,首先假设热源强度分布是均匀的,从热传导方程出发,分析各种热效应及其补偿措施;其次假设热源强度分布是以泰勒级数展开的多项式形式,讨论固体激光器中的温度分布。在热效应分析的基础上,计算固体激光器中由热效应引起的动态畸变,并以像差的形式表示,像差形式只包括均匀相移和纵向离焦,其它像差形式为零。 搭建了固体激光器像差研究的实验平台。对固体激光器像差的测量结果进行分析,得出实验中测得的固体激光器中由热效应引起的动态热畸变,并利用三维相位畸变显示动态热畸变,给出动态热畸变的像差形式,其中主要的像差形式是纵向离焦。 对比理论计算结果与实验结果,探讨理论计算中的不足。理论计算中的棒内热源强度分布要根据实际测量的棒内荧光分布计算得到的,而非假设为均匀分布。


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