铷蒸气激光器3D理论模型的建立及阈值特性模拟研究
半导体激光器泵浦的碱金属蒸气激光器(Diode Pumped Alkali vapor Laser)因其具有极高的量子效率和较好的光束质量等优势,近年来获得了广泛的关注.本文基于三能级速率方程理论,结合惠更斯-菲涅尔衍射积分公式,利用分步光束传播方法(Split-step Beam Propagation Method)首次建立了DPAL端面泵浦3D理论计算模型,用于模拟研究铷蒸气激光器的泵浦阈值特性.该模型将光束传播及光与物质相互作用独立考虑,利用迭代算法求解.考虑激光器腔内模式与泵浦光模式匹配对阈值特性的影响,模拟了单端泵浦铷蒸气激光器内部的三维动力学过程.在具体算例中研究了模式匹配最佳时,在阈值工作状态下铷蒸气室中的三维粒子数布居,以及沿不同轴线的增益分布.仿真了在最佳模式匹配位置附近,泵浦光模式变化对阈值特性的影响.根据蒸气池中粒子数布居和光场分布具体分析了模式匹配影响阈值特性的机理.论文还模拟了不同长度蒸气池对阈值特性的影响.结果表明,腔参数与泵浦光模式之间存在一定的关系,对于特定的泵浦光模式,存在恰当的腔参数,使得阈值达到最小.
铷蒸气激光器 3D理论模型 阈值特性 腔参数 泵浦光模式
黄伟 谭荣清 李志永 李琳
中国科学院电子学研究所,高功率气体激光技术部,北京100190;中国科学院大学,北京100049 中国科学院电子学研究所,高功率气体激光技术部,北京100190
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2014-08-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）