去极化损耗 Depolarization loss

2022-12-14 10:26:51 浏览:153

定义

激光谐振器中的光功率损失,由去偏振引起,例如在激光晶体中。

如果使用没有本征双折射的增益介质,并且激光谐振器包含偏振方向之一的高损耗元件(例如布鲁斯特板),则高功率激光器的激光增益介质中的热效应可以通过去极化导致显着的功率损耗)。原因是增益介质中的温度梯度会引起机械应力,从而产生一定程度的双折射,局部双折射轴的方向在光束横截面上变化。 (双折射轴是具有最大和最小折射率的偏振方向;它们通常朝向径向和切向方向。 结果,原始的线性偏振状态被扭曲,因此在偏振腔内元件处可能发生损耗。

如果增益介质具有足够强的自然双折射,则热诱导去极化受到抑制,因此双折射轴不能因热效应而显着旋转。 就是这种情况,例如,在Nd:YVO4激光器。对于光学各向同性增益介质(如Nd:YAG),可以将热去极化损耗降至最低,例如通过使用法拉第旋转器[1],激光谐振器中的λ/4板[4],或者将激光谐振器布置为适当幅度的Gouy相移[7]。 这种补偿方法背后的基本思想是创造一种情况,即通过增益介质的不同通道的去极化至少部分相互抵消。 通过使用具有优化切割方向的YAG晶体,也可以减少去极化损耗[6,8]

参考文献

[1] W. C. Scott and M. de Wit, “Birefringence compensation and TEM00 mode enhancement in a Nd:YAG laser”, Appl. Phys. Lett. 18, 3 (1971), doi:10.1063/1.1653466
[2] H. J. Eichler et al., “Thermal lensing and depolarization in a highly pumped Nd:YAG laser amplifier”, J. Phys. D: Appl. Phys. 26, 1884 (1993), doi:10.1088/0022-3727/26/11/008
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[8] O. Puncken et al., “Intrinsic reduction of the depolarization in Nd:YAG crystals”, Opt. Express 18 (19), 20461 (2010), doi:10.1364/OE.18.020461
[9] M. De Video et al., “Modelling and measurement of thermal stress-induced depolarisation in high energy, high repetition rate diode-pumped Yb:YAG lasers”, Opt. Express 29 (4), 5607 (2021), doi:10.1364/OE.417152
[10] L. Veselis et al., “Depolarization compensation with a spatially variable wave plate in a 116 W, 441 fs, 1 MHz Yb:YAG double-pass laser amplifier”, Appl. Opt. 60 (24), 7164 (2021), doi:10.1364/AO.432573
[11] W. Koechner, Solid-State Laser Engineering, 6th edn., Springer, Berlin (2006)

激光物理

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