如何计算一个侧面泵浦棒的简单激光器谐振腔的热透镜效应

lanseyouyu1976

目录

1. 启动LASCAD并定义一个简单激光腔 1
2．定义并分析一个侧面泵浦棒 2
2.1 选择晶体类型和泵浦结构 2
2.2 定义泵浦光分布 3
2.3 定义棒的冷却 7
2.4 定义材料参数 8
2.5 定义复合材料 9
2.6 定义控制FEA 计算程序的选项 10
2.7 FEA 的可视化结果 12
2.7.1 三维观察器 12
2.7.2 二维数据图和抛物线fit 12
2.8 计算高斯模 13
2.9 在模式图中插入晶体 14
3．修改腔参数 14
4．用于分析激光腔特性的工具 15
4.1 分析激光腔的稳定性 15
4.2 显示横向高斯模分布图 16
4.3. 输出激光功率计算 17
5. 光束传播编码（BPM） 19

1. 启动LASCAD并定义一个简单激光腔
 选择Start/Programs/LASCAD/Lascad启动LASCAD，
 定义一个工作目录，
 点击“OK”，打开LASCAD主窗口，
 点击最左边的工具栏上的“New Project”按钮或者执行菜单项“File”，
 将“Number of Face Elements”增加到4，
 输入适当的波长并保持其它默认设置不变，
 点击“OK”。
现在你可以看到在顶部的LASCAD的主菜单和在它下面的另外两个窗口，一个标题为“Standing Wave Resonator”，另一个是“Parameter Field”，如图1所示。上面的窗口显示了有四个元件的简单腔的模式图，下面的窗口显示腔的参数。在元件编号下面的纵行显示的是该元件的参数，比如每个反射镜的曲率半径，在行标签“Type-Param”里显示。想要改变元件类型，可以直接使用元件编号下面的下拉框，你可以选择反射镜、介质界面和透镜。元件编号之间的纵行里显示的参数定义了各元件之间的空间的特性，例如折射率，或者由抛物线折射率分布的二次微分导出的“Refractive Parameter”。关于这个窗口中其它的功能，例如如何插入或者清除一个元件，你可以在快速浏览第三部分或者手册里面找到。

图1

2.定义并分析一个侧面泵浦棒
2.1 选择晶体类型和泵浦结构
点击LASCAD主窗口的菜单项“FEA/Parameter Input & Start of FEA Code”，打开题为“Crystal，Pump Beam and Materials Parameters”的窗口，如图2所示。注意六个标签，用于定义不同类型的参数。
通过标签“Models”下面的列表可以选择不同的晶体和泵浦结构，我们选择“Side pumped cylindrical rod”。
在这个窗口的底部可以定义棒的尺寸，这个例子里，我们输入棒长16mm、直径3mm，如图2所示。为了研究程序是如何工作的，建议在做第一次试验的时候使用较短的棒尺寸，这样计算时间比较可靠。

2.2 定义泵浦光分布
选择标签“Pump Light”，打开如图3所示的窗口，有如下条目用于定义泵浦结构：空间设置、二极管特性、液流管道等。
我们采用一个圆柱形的液流管道包围在棒的外面，在棒和管道之间是冷却液，管道外面是一个反射腔。