相干长度可调固体激光器的研究

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激光光源因其良好的相干性被广泛应用于许多光学及交叉学科领域,而随科技进步和研究的不断深入,人们对激光光源提出了新的要求,相干长度可调的激光光源在光全息、相干层析、高精度面型检测等众多领域成为发展的新方向。  本文创新性的提出了一种腔内调节激光相干长度的方法,其原理是利用棱镜组合光栅组成相干长度调节模块,并将其置于激光谐振腔中代替腔镜,利用棱镜的扩束特性和光栅的色散特性对激光线宽进行控制。本方案输出激光具有中心波长基本不变、功率稳定性高、相干长度动态可调等优点。  本文首先对相干可调光源的发展进行了简要的回顾,并介绍了相干长度调节技术的意义及现状。然后对相干长度调节模块的工作原理进行了详细的论述,对激光相干长度的计算公式进行了推导和简化,得到了激光相干长度与棱镜扩束倍率成线性关系的推论。之后实验搭建了一台相干长度可调的全固态Nd∶YAG连续激光器,实现了高稳定性(40分钟内不稳定度小于5‰)、相干长度连续可调(12cm~48cm)、1064nm波段的激光输出,实验结果与理论推论基本一致。最后,为了方便应用,对相干长度调节模块的集成进行了探讨,重点分析了集成过程中光路搭建的问题,进而提出了一个较为可行的模块集成方案。
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