氣體激光器自激勵(lì)產(chǎn)生各高階厄米—高斯光束.pdf

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1、第35卷第5期2013年10月光學(xué)儀器OPTICALINSTRUMENTSV01．35。No．5October，2013文章編號(hào)：1005—5630(2013)05—0020—04氣體激光器自激勵(lì)產(chǎn)生各高階厄米一高斯光束邵曉麗，馬軍山，侯樂鑫，陳澤軍，劉長(zhǎng)青，董祥美(上海理工大學(xué)光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，上海200093)*摘要：為進(jìn)一步研究渦旋光，推動(dòng)渦旋光在通信和醫(yī)學(xué)等方面的應(yīng)用，需要產(chǎn)生穩(wěn)定的各階厄米一高斯(HG)光束?，F(xiàn)通過對(duì)大數(shù)值孔徑外腔式He_Ne激光器進(jìn)行結(jié)構(gòu)微調(diào)，并采取自激勵(lì)的方法直接產(chǎn)生各種高階HG光束。此方法操作簡(jiǎn)單，激光模式穩(wěn)定

2、，同時(shí)利用MATLAB計(jì)算出對(duì)應(yīng)的高階HG光束模式的橫向光強(qiáng)分布。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果基本一致，該研究為今后氣體激光器的模式控制和分析奠定了一定的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，得到的高階HG光束可以用于穩(wěn)定渦旋光的產(chǎn)生。關(guān)鍵詞：He-Ne激光器；HG光束；CCD；MATLAB模擬中圖分類號(hào)：TN248．2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2013．05．005Generationofhigh‘orderHermite-GaussianmodesdirectlyingaslasersSHAOXiaoli，MAJunshan，HOUL

3、exin，CHENZeju．，LIUChangqing，DONGXiangmei(SchoolofOptical—ElectricalandComputerEngineering，UniversityofShanghaiforScienceandTechnology，Shanghai200093，China)Abstract：Inordertofurtherstudythevortexlightandpromoteitsapplicationsinsuchareasascommunicationsmedicalapplicationsandother

4、aspects。itisrequiredtoproducestablehigh-orderHermite-Gaussian(HG)beams．Asimplemethodwithoutthehelpofexternalconditionsisdesignedtoexciteallhigh-orderHermite-GaussianmodesinhighnumericalapertureHe-Neexternalcavitylaserbyfine-tuningthestructureofthelaser．Theoperationissimple，stab

5、leandthebeampatternsareveryclear．TheyareanalyzedandcomparedwiththecorrespondingMATLABcomputersimulations。andtheexperimentalresultsandtheoreticalspeculationarebasicallythesame．Theexperimentalresultslayafoundationforthefutureofgaslasermodecontr01andanalysis．a(chǎn)ndthehigh—orderHermit

6、e-GaussianmodescanbeusedtogeneratestableVortexlight．Keywords：He-Nelaser；HGmodes；CCD；MATLABcomputersimulation引言在激光器的生產(chǎn)與應(yīng)用中，常常需要知道激光器的模式狀況，如精密測(cè)量、全息技術(shù)等工作需要基橫模輸出的激光器，而激光器穩(wěn)頻和激光測(cè)距等不僅要基橫模而且要求單縱模運(yùn)行的激光器，強(qiáng)激光加速粒子需要高階模高斯光束。因此，進(jìn)行模式分析是激光器的一項(xiàng)基本又重要的性能測(cè)試，能對(duì)激光器的模式進(jìn)行分析和控制是一項(xiàng)非常重要的工作?！崭迦掌冢?013—03—

7、21作者簡(jiǎn)介：邵曉麗(1987一)，女，山西晉中人，碩士研究生，主要從事激光及相位檢測(cè)方面的研究。第5期邵曉麗，等：氣體激光器自激勵(lì)產(chǎn)生各高階厄米一高斯光束·21·渦旋光束和光學(xué)渦旋憑借其復(fù)雜性和可觀的應(yīng)用前景，逐漸成為近幾年學(xué)術(shù)界的熱門研究課題。光學(xué)渦旋作為一種特殊的光場(chǎng)，具有許多新穎的特性：具有螺旋波前，中心處存在相位奇點(diǎn)，具有暗中空結(jié)構(gòu)等，這些特殊性質(zhì)使其在光通信技術(shù)、量子信息技術(shù)、傳感、成像、微粒操控技術(shù)、芯片等領(lǐng)域具有非常廣泛的應(yīng)用前景[1l。而所有的應(yīng)用都有賴于能夠產(chǎn)生高質(zhì)量的光學(xué)渦旋場(chǎng)。實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生光漩渦的方法主要有兩大種。第一種方法是以

8、空間光調(diào)制器為載體，利用相息圖產(chǎn)生光學(xué)渦旋，這是目前普遍采用的方法，光路簡(jiǎn)單，但這種方法產(chǎn)生的渦旋光不穩(wěn)定，