bwt ld泵浦源光斑模式计算
用蒙特卡罗方法计算棒状放大器内的泵浦能量
第17卷 第12期光 学 学 报V o l.17,N o.12 1997年12月A CTA O PT I CA S I N I CA D ecem ber,1997用蒙特卡罗方法计算棒状放大器内的泵浦能量分布3张 华 徐世祥 范滇元(中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理国家实验室,上海201800)摘 要 建立了用蒙特卡罗和光线跟踪法计算高功率固体激光系统棒状放大器能量沉积分布的模拟程序。
在本文的模型中正确考虑了光线在反射器和激光棒上的多次反射,氙灯的辐射光谱以及钕玻璃的吸收光谱。
计算结果与作者用阈值法测量的增益均匀性以及用哈特曼网格法测量的氙灯泵浦对激光波面畸变的影响是一致的。
关键词 蒙特卡罗方法, 光线跟踪法, 棒状放大器, 能量沉积分布。
1 引 言放大器系统是大型高功率固体激光系统的主要组成部分之一,不仅占总造价的很大比例,而且对系统的总体性能有重要影响。
放大器的技术基础是泵浦源及其在激光介质中的能量沉积,它决定了增益、增益均匀性、效率及动态光学质量等关系全局的重要参数。
放大器横向增益系数的不均匀性,将使工作物质产生非球面透镜效应和应力分布,造成激光束波阵面的严重畸变和偏振态的显著破坏,对总体光束质量有很大影响。
尽管在激光发展的早期就有许多工作研究了泵浦能量沉积问题,但是无论是研究对象的规模还是研究的深度和精度,都不能满足惯性约束核聚变的发展要求。
近年来,国际上若干著名实验室,如美国里弗莫尔国家实验室等在“国家点火装置”(N IF)的设计中继续深入研究了这一课题[1～3]。
精确地模拟计算棒状放大器的能量沉积分布是研究片状放大器能量沉积分布及热畸变理论的基础,也是放大器概念设计工作的一部分。
而且棒状放大器能量沉积分布的模拟计算容易与实验进行比较,便于考核和较验设计的计算程序。
本文针对我国惯性约束核聚变研究的发展需要和我国元器件的具体性能参数,研究了放大器系列最佳设计的基础问题泵浦能量沉积。
LD泵浦腔内倍频Nd：YAG／LBo蓝光473nm激光器的低噪声运转
（ ． ｈ ｎ ｃ ｕ ｎ ｔｔ ｔ Ｊ Ｏｐ ｉｓ Ｆｉ ｅＭｅ ｈ ｎ ｃ ｎ ｙ ｉ Ｃｈ ｎ ｓ ａ ｅ ｆ Ｓ ｉｎ ｅ ， １ Ｃ ａ ｇ ｈ ｎ Ｉ ｓｉｕｅｏ ｔｃ ， ｎ ｃ ａ ｉｓａ ｄ Ｐｈ ｓｃ ， ｉ ｅｅ Ａｃ ｄ ｍｙ ｏ ｃｅ ｃ ｓ
件 倍 频 输 出功 率 的高 频 噪声 ， 用 了提 高 腔 内基 频 光 循 环 强 度 和 缩 短 激 光 晶 体 以 减 小 准 三 能 级 激 光 系 统 再 吸 收 损 耗 的 采
方 法 来 实 现 ４ ３ｎ 激 光 器 的 低 噪 声 运 转 。实 验 中利 用 两 个 ２ｗ Ｉ ７ ｍ Ｄ耦 合 作 为 泵 浦 源 及 １０ｍｍ 厚 的 Ｎ ： Ｇ 材 料 作 为 ． ｄ ＹＡ 激 光 晶体 ， 利 用 １ 在 ０ｍｍ 长 Ｉ （ 材 料 作 为倍 频 品 体 的 情 况 下 ， 得 了输 出功 率 为 １ ５ ） Ｂ 获 ９ ｍｗ 的具 有 低 噪声 特 性 的 ４ ３ｎｎ ７ ｒ 蓝 光 激 光 运 转 。实 验 结 果 表 明 ， 频 输 出 功 率 （ 峰 ）平 均 值 ＜ １ ， 光 输 出 在 １ｈ内没 有 激 光 跳 变 现 象 ， 且 无 需 在 倍 峰 ／ 激 并 腔 内 引入 其 它 元 件 。 关 键 词 ： 光 激 光 器 ； 内倍 频 ； 声 ； 三 能 级 ； 吸 收 损 耗 蓝 腔 噪 准 再
中 图分 类 号 ： Ｎ２ ８ １ Ｔ ４ ． 文献 标 识 码 ： Ａ
ＬＤ ｍ ｐ ｄ ｉ ｔ ａ ａ ｉｙ ｆ ｅ ｕ ｎ ｙ ｄ ｕ ｌｎ ３ ａ ｐｕ ｅ ｎ ｒ ｃ ｖ ｔ ｒ ｑ ｅ ｃ ｏ ｂ ｉ ｇ ４ ｍ ７
450nm10cm处光斑100mm
450nm10cm处光斑100mm
摘要：
1.光斑的概述
2.450nm 的光波长介绍
3.10cm 处的光斑大小
4.100mm 的光斑直径
5.结论
正文：
光斑是指光线汇聚成的圆形亮斑，其大小和光线的波长、光源到光斑的距离等因素有关。
在本文中，我们将探讨在光源距离为10cm 时，450nm 波长的光线所形成的光斑大小。
450nm 是蓝光波段中的一个波长，其具有较高的能量和较短的波长，因此在许多应用中都有广泛的应用，如LED 灯、激光器、光通信等。
当光源距离为10cm 时，根据光学公式，我们可以计算出光斑的直径。
在此条件下，光斑的直径约为100mm，形成了一个较大的圆形亮斑。
总的来说，光斑的大小和光线的波长、光源到光斑的距离等因素密切相关。
激光间接驱动聚变柱形腔靶内壁光斑参数计算
第10卷 第1期强激光与粒子束V o l.10,N o.1 1998年2月H IGH POW ER LA SER AND PA R T I CL E BEAM S Feb.,1998 激光间接驱动聚变柱形腔靶内壁光斑参数计算Ξ肖 峻1,2 吕百达1 翟 群1,2(1.四川大学激光物理与化学研究所,成都,610064)(2.西南民族学院物理系,成都,610041) 摘 要 用几何光学计算了柱形腔壁上的激光光斑参数,包括光斑的位置、形状、大小以及光斑内的光强分布,同时还计算了在激光注入孔的光斑参数,这对分析靶丸的初始辐射均匀性、确定腔壁上的辐照强度大小和判断能否将激光有效地注入腔内都是非常重要的。
关键词 激光间接驱动聚变 柱形腔靶 光斑 在惯性约束聚变(I CF)中,在靶腔内创造一个高温、均匀、干净的辐射场是实现间接驱动的前提。
由于受腔体约束,大部分X光被腔壁多次吸收和再发射,靶面易于实现均匀辐照,但是,在达到均匀辐射之前有一个过渡时间,在过渡时间内,辐照不均匀度随时间而变化,在初始阶段辐射均匀性最差,故获得高均匀度的初始辐照是实现内爆的关键。
在激光加热初期,腔壁温度很低,靶丸的辐照不均匀度主要由腔壁的激光光斑分布决定[1,2,3],因此,确定激光在腔壁的辐照分布是分析初始辐照均匀性所必需的,也是优化设计束2腔2靶结构的基础。
腔内的激光辐照分布还决定了壁上的辐照强度,辐照强度取决于光束的功率和光斑大小。
为提高X光的转换效率,除采用高Z元素的腔靶材料和短波长激光打靶外,还必须将靶面激光功率密度控制在约4×1014W c m2,因为随着激光功率密度增加,电子温度升高,电子与离子碰撞频率降低,逆轫致吸收下降,而非线性吸收会增强[4]。
为抑制非线性效应,同时将尽可能多的激光转换成X光以驱动靶丸,应增大光斑面积和光斑数。
这也有助于改善辐照均匀性。
然而,光斑的大小要受到激光注入口径的限制,将激光有效地注入腔内是提高X光转换效率的前提,影响激光注入的主要宏观机制是堵口效应。
圆形光斑LED透镜配光设计
圆形光斑配光培训培训内容涉及LED 二次光学设计，设计中重点在于对光源出射能量的控制和对照明目标面的把握，最基本目的是让光源出射的能量按设计者的分配到目标照明面上，此过程可通过透镜、反光杯、散光板等光学元件来完成。
LED 出射的光强呈朗伯型，光强分布为()()θθcos 0I I = （1）照度及光强分布可以分别用辐照度图和配光曲线表示，如图1、图2，这种光型可以用来直接照明的场合极少，所以设计者需要根据不同的照明场景将光能量进行重新分配。
图1 图2一、透镜产生等照度圆形光斑的设计圆形光斑具有旋转对称的特性，在设计时只需计算出透镜的一条母线，将母线旋转即可。
下面以点光源为例，对透镜产生圆形光斑的设计方法作一说明。
以光源所在位置为原点建立坐标系，如图1.1所示：以LED 发光平面为XY 平面，发光平面法向（LED 光强最大值方向）为Z 轴。
以XZ 所在平面为例，其中出射光线与目标平面交于B 点。
图1.1 光线折射图解设LED 的中心光线出射后照射到目标面光斑的中心，光源与目标面距离为Z ，入射光线与透镜出射面的交点为A ，坐标为（x,z ），折射光线民目标而把交点为B 点，坐标为(Tx,h)，则可得到 ()()()z Z x Tx Z h x Tx t ou ---+-=,122 (2) ()z x z x n i ,122+=(3) 其是t ou 、n i 分别为折射面的出射及入射向量。
现按以下步骤来计算透镜的自由曲面：1、建立能量分配的对应的对应关系：设0=θ的光线折射到Tx ＝0处，2/πθ=的光线折射到X 处（X 为目标平面上的照明圆斑）的半径，即θ越大的光折射到离照明面中心越远的位置。
由能量守恒定律可以得到⎰⎰=2/000sin cos 22πθθθππd I rdr E X c (4)（即圆斑的总光通量＝LED 出射的总光通量）⎰⎰=θθθθππ000sin cos 22d I rdr E Txc (5)（即以Tx 为半径的圆斑的光通量＝光源出射0到θ张角所对应的光通量，确保每一次能量都守恒）其中c E 为目标平面的光照度，R 为最大照射半径，0I 为LED 光源的中心光强，取值范围由所使用的LED 而定，在设计时也可取单位1。
基模高斯光束光斑半径
基模高斯光束光斑半径
基模高斯光束（TEM00模式）的光斑半径可以用以下公式计算：
w = λ * f / π * w0
其中，w是光斑半径，λ是光束的波长，f是光束的焦距，w0是光束的腰半径。
需要注意的是，这个公式适用于近轴条件下的高斯光束，即光束的离轴角度较小，可以近似看作平行光。
对于基模高斯光束，光束的腰半径w0与波长λ有关，可以用以下公式计算：
w0 = sqrt(λ * f / π)
其中，sqrt表示开平方。
综合以上两个公式，可以得到基模高斯光束的光斑半径公式为：
w = sqrt(λ * f / π) * λ * f / π
简化后，可以写为：
w = λ * f / π
这个公式可以用来计算基模高斯光束的光斑半径。
准直镜光斑计算
准直镜光斑计算
准直镜是一种常用的光学元件，用于将平行光束聚焦为点或者将点光源发散成平行光束。
在光学设计中，计算准直镜的光斑大小和形状是十分重要的。
光斑的大小和形状取决于准直镜的孔径和焦距、入射光束的大小和形状、以及准直镜表面的形态误差等因素。
通常采用计算光斑的束斑图或MTF曲线来分析准直镜的性能。
对于平行入射光束，准直镜的光斑大小可用以下公式计算：
Spot size = 2.44 * λ * f / D
其中λ是入射光的波长，f是准直镜的焦距，D是准直镜的孔径直径。
这个公式适用于理想的准直镜，不考虑表面形态误差和高阶像差。
对于实际准直镜，考虑到表面形态误差和高阶像差的影响，可以采用Zernike多项式进行计算。
通过计算Zernike系数和入射光束的高斯展开系数，可以计算得到准直镜的MTF曲线和束斑图。
准直镜的光斑大小和形状对于光学系统的成像质量和光强分布均有重要影响。
因此，合理计算准直镜的光斑是光学设计和优化的重要一环。
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bwt ld泵浦源光斑模式计算
【最新版】
目录
1.引言
2.BWT-LD 泵浦源光斑模式的基本概念
3.BWT-LD 泵浦源光斑模式的计算方法
4.BWT-LD 泵浦源光斑模式的应用
5.结论
正文
1.引言
泵浦源光斑模式计算是光学领域中的一个重要研究方向。
BWT-LD （Broadband Waveguide Technology - Laser Diode）泵浦源光斑模式计算是其中的一个重要分支。
本文将从 BWT-LD 泵浦源光斑模式的基本概念入手，详细介绍其计算方法及应用。
2.BWT-LD 泵浦源光斑模式的基本概念
BWT-LD 泵浦源光斑模式是指激光二极管（Laser Diode，简称 LD）在宽频波导技术（Broadband Waveguide Technology，简称 BWT）中的光斑模式分布。
BWT-LD 泵浦源光斑模式具有高输出功率、低噪声、高效率等优点，因此在光通信、光纤激光器、光放大器等领域具有广泛的应用。
3.BWT-LD 泵浦源光斑模式的计算方法
BWT-LD 泵浦源光斑模式的计算方法主要包括以下两个方面：
（1）光斑模式的理论分析：通过求解 Maxwell 方程组，得到光斑模式的理论分布。
这种方法适用于光斑模式的初步分析和设计。
（2）光斑模式的数值模拟：采用有限元分析（Finite Element
Analysis，简称 FEA）或有限差分法（Finite Difference Method，简称FDM）等数值模拟方法，对光斑模式进行详细的分析和计算。
这种方法可以得到光斑模式的详细分布，并为实际应用提供参考。
4.BWT-LD 泵浦源光斑模式的应用
BWT-LD 泵浦源光斑模式在光通信、光纤激光器、光放大器等领域具有广泛的应用。
例如，在光纤激光器中，通过合理设计 BWT-LD 泵浦源光斑模式，可以提高激光器的输出功率和光束质量；在光放大器中，BWT-LD 泵浦源光斑模式可以提高光信号的传输效率和信噪比。
5.结论
BWT-LD 泵浦源光斑模式计算是光学领域中的一个重要研究方向。