基于355nm脉冲光腔衰荡的复合腔激光元件损耗测量研究.pdfVIP

摘要

激光元件作为激光系统和激光相关设备的基石，其品质对整个激光系统的性

能具有根本性影响。光学损耗是评估激光元件性能的关键指标之一，它直接关系到

激光元件的损伤阈值和热畸变等参数值，可能导致激光光束质量下降、聚焦性能降

低和对环境或操作人员的安全构成威胁等问题。因此，准确测量激光元件的光学损

耗至关重要。通过准确测量，结合优化设计、选择合适的材料、改进工艺以及进行

后续处理等技术策略，有效地减小激光元件的光学损耗，提高激光元件的性能，从

而提升激光系统的整体性能水平。为实现这一目标，搭建了激光元件光学损耗测量

装置，使用该光学损耗测量装置对激光元件的光学损耗进行测量，结合复合腔的理

论分析和仿真，得到了激光元件的光学损耗。

本文基于脉冲光腔衰荡技术的原理，对复合腔进行了理论分析和仿真，搭建了

一套355nm脉冲光腔衰荡的测量装置，用于测量熔石英和磷酸二氢钾（KDP晶

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体）的光学损耗，熔石英和KDP晶体的重复性测量精度分别为1.23×10和8.80

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×10。结合复合腔的理论和仿真，得到熔石英和KDP晶体的光学损耗。本文包括

以下内容：

1.调研研究背景和意义时，重点关注了惯性约束聚变和大型激光系统等应用领

域，以及对准确测量激光元件光学损耗的需求。同时，考虑了激光元件的表面反射

对脉冲光腔衰荡技术在光学损耗测量中的影响，推导了脉冲光腔衰荡技术中复合

腔的理论，得到了激光元件损耗和计算损耗的线性关系。

2.在进行复合腔的仿真时，考虑了激光元件的表面反射、腔镜的平均反射率、

初始腔的腔长、初始腔的衰荡时间以及激光元件在衰荡腔的位置等因素，并探究了

激光元件损耗和计算损耗之间的关系。搭建基于脉冲光腔衰荡的激光元件光学损

耗测量装置，并对其进行调试。对初始腔的衰荡时间、熔石英和KDP晶体光学损

耗进行单点重复测量，重复测量的结果反应了实验装置的稳定性。

3.将熔石英和KDP晶体插入不同腔长的衰荡腔内不同位置，使用激光元件光

学损耗测量装置进行光学损耗二维扫描，同一衰荡腔内不同位置熔石英和KDP晶

体的光学损耗测量结果不同。这一现象表明，激光元件的表面反射会对脉冲光腔衰

荡技术测量激光元件的光学损耗产生影响。结合复合腔仿真的结果，计算出了熔石

英和KDP晶体的光学损耗。

关键词：脉冲光腔衰荡，复合腔，光学损耗，熔石英，KDP晶体

ABSTRACT

Asthecornerstoneoflasersystemsandlaser-relatedequipment,lasercomponents

haveafundamentalimpactontheperformanceoftheentirelasersystem.Opticallossis

oneofthekeyindicatorsforevaluatingtheperformanceoflasercomponents,directly

relatedtoparameterssuchasthedamagethresholdandthermaldistortionofthelaser

components.Itmayleadtoissuessuchasdegradationoflaserbeamquality,reductionin

focusingperformance,andposingthreatstotheenvironmentoroperatorssafety.

Therefore,accuratemeasurementoftheopticallossoflasercomponentsiscrucial.

Throughprecisemeasurement,combinedwithoptimizeddesign,selec