基于FFT算法的激光有源非穩腔光場分布數值計算方法

摘要：在激光器應用中,激光發散角是重要的技術指標,可由光場分布得出。非穩腔由于易于實現高光束質量輸出的優勢,是激光器的常用腔型。為了快速獲得有源非穩腔激光器的光場分布,提高激光器設計仿真效率,在參考了現有激光器諧振腔數值算法的基礎上,建立了一種基于快速傅里葉變換算法的有源諧振腔光場分布計算模型;基于該模型,開展了有源非穩腔的諧振腔特性研究,重點分析了小信號增益分布、輸出鏡反射率分布及諧振腔的腔鏡失諧等因素對激光器光場分布的影響,并量化分析了上述參數對激光器發散角的影響;同時,通過搭建激光器樣機,獲得了激光輸出光斑分布、失諧發散角參數等試驗結果,并與光場分布計算模型的計算結果進行了對比分析,認為兩者的光斑分布及發散角隨腔鏡失諧角度變化的趨勢大致相同,驗證了光場分布計算模型的正確性。因而,在有源諧振腔設計中,應用文章中建立的計算模型,可以對激光器的泵浦設計、腔鏡參數選擇等提供直觀、量化的參考。