激光器谐振腔设计和热稳定性研究.doc
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激光器谐振腔设计和热稳定性研究,research on designing laser resonant cavity and its thermal stability 16400字 41页摘要: 激光作为20世纪最重大的科技发明之一，不但广泛地应用于科技领域的最前沿，还对人们的日常生活及工业生产产生了深远的影响，全球...
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激光器谐振腔设计和热稳定性研究
Research on designing laser resonant cavity and its thermal stability
16400字 41页
摘要: 激光作为20世纪最重大的科技发明之一，不但广泛地应用于科技领域的最前沿，还对人们的日常生活及工业生产产生了深远的影响，全球与激光相关的产业价值已经超过了千万亿美元的年产值。光学谐振腔是光波在其中来回反射从而提供光能反馈的空腔。由于激光谐振腔在工作过程中会产生热效应，会对谐振腔的稳定性造成一定的影响。本文正是对谐振腔的稳定性和热效应进行了深入的分析与研究。
本文首先对光学谐振腔进行了概述，然后阐述了光学谐振腔类型及其稳定性基本理论、工作介质热效应的理论知识及热效应的危害等。在本文第三章，以倍频声光调Q激光器为对象，利用数学软件MATLAB编写程序进行谐振腔稳定性计算，根据稳定性结果，得到谐振腔几何参数范围，以确保谐振腔能够工作于稳定区。最后对本次设计进行了总结和展望。
关键词：光学谐振腔 激光 MATLAB 热效应 稳定性 固体激光器
Research on designing laser resonant cavity and its thermal stability
Abstract: Laser, as one of the most significant technological invention in twentieth century, not only widely used in the field of science and technology, but also had a profound impact on people's daily life and industrial production. The global output value of laser-related industry has exceeded a million billion dollars every year. Optical resonant cavity in which light reflects back and forth can provide energy feedback. As the laser cavity in the work process will produce thermal effects, cavity stability would have been affected. In this article, resonant cavity stability and thermal effect are analyzed and studied deeply.
This paper first summarizes the optical resonant cavity, and then describes the optical resonator type and the basic theory of stability, the theory and knowledge of working medium thermal effects and the hazards of thermal effects etc. In the third chapter, aimed at the frequency doubling and acousto-optic Q-switched laser, mathematical software MATLAB was used, then I write a program to calculate the resonant cavity stability. According to the results of stability, the resonant cavity geometry parameters were got, to ensure that the resonant cavity can work in the stable region. In the end I make a summary of the graduation design and an outlook.
Key words：Optical Resonator Laser MATLAB Thermal Effect Stability Solid State Laser
目录
第一章 绪论 1
1.1光学谐振腔的类型 1
1.2谐振腔的热效应 2
1.2.1谐振腔热效应产生的原因概述 3
1.2.2热效应的类型 3
1.2.3 热效应的危害 4
第二章 光学谐振腔理论 5
2.1谐振腔稳定性的基础知识 5
2.1.1稳定腔与非稳腔的概念 5
2.2共轴球面腔的光线传输矩阵理论 5
2.2.1光线传输矩阵[16] 6
2.2.2光腔稳定条件 10
2.2.3球面腔的分类 13
2.3 谐振腔热稳定性基础理论 15
2.3.1连续激光器的热效应 15
第三章 使用MATLAB进行谐振腔稳定性分析 21
3.1谐振腔稳定性矩阵推导 22
3.1.1谐振腔内部的近似模型 22
3.1.2激光器谐振腔的传输矩阵 22
3.2程序编写 22
3.2.1程序流程图 23
3.2.2程序 25
3.3对谐振腔的稳定性分析 27
3.3.1 分析f1和f2的变化对谐振腔稳定性的影响 27
3.3.2 分析l1和l2的变化对谐振腔稳定性的影响 28
3.4平凹镜曲率半径R对稳定性的影响 32
3.5光束直径 33
第四章 总结和展望 34
4.1 总结 34
4.2 展望 34
致 谢 36
参考文献 37
Research on designing laser resonant cavity and its thermal stability
16400字 41页
摘要: 激光作为20世纪最重大的科技发明之一，不但广泛地应用于科技领域的最前沿，还对人们的日常生活及工业生产产生了深远的影响，全球与激光相关的产业价值已经超过了千万亿美元的年产值。光学谐振腔是光波在其中来回反射从而提供光能反馈的空腔。由于激光谐振腔在工作过程中会产生热效应，会对谐振腔的稳定性造成一定的影响。本文正是对谐振腔的稳定性和热效应进行了深入的分析与研究。
本文首先对光学谐振腔进行了概述，然后阐述了光学谐振腔类型及其稳定性基本理论、工作介质热效应的理论知识及热效应的危害等。在本文第三章，以倍频声光调Q激光器为对象，利用数学软件MATLAB编写程序进行谐振腔稳定性计算，根据稳定性结果，得到谐振腔几何参数范围，以确保谐振腔能够工作于稳定区。最后对本次设计进行了总结和展望。
关键词：光学谐振腔 激光 MATLAB 热效应 稳定性 固体激光器
Research on designing laser resonant cavity and its thermal stability
Abstract: Laser, as one of the most significant technological invention in twentieth century, not only widely used in the field of science and technology, but also had a profound impact on people's daily life and industrial production. The global output value of laser-related industry has exceeded a million billion dollars every year. Optical resonant cavity in which light reflects back and forth can provide energy feedback. As the laser cavity in the work process will produce thermal effects, cavity stability would have been affected. In this article, resonant cavity stability and thermal effect are analyzed and studied deeply.
This paper first summarizes the optical resonant cavity, and then describes the optical resonator type and the basic theory of stability, the theory and knowledge of working medium thermal effects and the hazards of thermal effects etc. In the third chapter, aimed at the frequency doubling and acousto-optic Q-switched laser, mathematical software MATLAB was used, then I write a program to calculate the resonant cavity stability. According to the results of stability, the resonant cavity geometry parameters were got, to ensure that the resonant cavity can work in the stable region. In the end I make a summary of the graduation design and an outlook.
Key words：Optical Resonator Laser MATLAB Thermal Effect Stability Solid State Laser
目录
第一章 绪论 1
1.1光学谐振腔的类型 1
1.2谐振腔的热效应 2
1.2.1谐振腔热效应产生的原因概述 3
1.2.2热效应的类型 3
1.2.3 热效应的危害 4
第二章 光学谐振腔理论 5
2.1谐振腔稳定性的基础知识 5
2.1.1稳定腔与非稳腔的概念 5
2.2共轴球面腔的光线传输矩阵理论 5
2.2.1光线传输矩阵[16] 6
2.2.2光腔稳定条件 10
2.2.3球面腔的分类 13
2.3 谐振腔热稳定性基础理论 15
2.3.1连续激光器的热效应 15
第三章 使用MATLAB进行谐振腔稳定性分析 21
3.1谐振腔稳定性矩阵推导 22
3.1.1谐振腔内部的近似模型 22
3.1.2激光器谐振腔的传输矩阵 22
3.2程序编写 22
3.2.1程序流程图 23
3.2.2程序 25
3.3对谐振腔的稳定性分析 27
3.3.1 分析f1和f2的变化对谐振腔稳定性的影响 27
3.3.2 分析l1和l2的变化对谐振腔稳定性的影响 28
3.4平凹镜曲率半径R对稳定性的影响 32
3.5光束直径 33
第四章 总结和展望 34
4.1 总结 34
4.2 展望 34
致 谢 36
参考文献 37
