ITMO
en/ en

ISSN: 1023-5086

en/

ISSN: 1023-5086

Научно-технический

Оптический журнал

Полнотекстовый перевод журнала на английский язык издаётся Optica Publishing Group (ранее OSA) под названием “Journal of Optical Technology“

Подача статьи Подать статью
Больше информации Назад

DOI: 10.17586/1023-5086-2023-90-12-24-34

УДК: 621.373.8

Оценка влияния искажений формы зеркал на оптическое качество излучения в неустойчивых резонаторах

Ссылка для цитирования:

Страхов С.Ю., Савин А.В., Сотникова Н.В. Оценка влияния искажений формы зеркал на оптическое качество излучения в неустойчивых резонаторах // Оптический журнал. 2023. Т. 90. № 12. С. 24–34. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-12-24-34

 

Strakhov S.Yu., Savin A.V., Sotnikova N.V. Evaluation of the effect of mirror shape distortions on the optical quality of radiation in unstable resonators [In Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2023. V. 90. № 12. P. 24–34. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2023-90-12-24-34

Ссылка на англоязычную версию:
-
Аннотация:

Предмет исследования. Неустойчивый телескопический оптический резонатор. Цель работы. Количественная оценка мелкомасштабных неоднородностей зеркал, особенно в неустойчивых резонаторах, и их влияние на параметр М2, число Штреля, угол расходимости излучения. Метод. Численное моделирование структуры мелкомасштабной неоднородности зеркал, как однородного нормального случайного поля, заданного экспоненциально-косинусной корреляционной функцией, с дальнейшим моделированием неустойчивого резонатора в геометрическом приближении с использованием в качестве «фазовых экранов» зеркал и последующим определением характеристик оптического качества излучения по его диаграмме направленности. Также предложен метод аналитического расчёта показателей оптического качества излучения после неустойчивого резонатора с внутрирезонаторными фазовыми неоднородностями. Результаты. В работе рассмотрено влияние искажений формы зеркал на оптическое качество излучения в неустойчивых резонаторах. Представлены результаты исследований влияния уровня и характерного вида искажений на параметр М2, число Штреля, угол расходимости излучения. Показан характер зависимости указанных показателей оптического качества от коэффициента увеличения резонатора, радиуса корреляции и среднеквадратического отклонения формы поверхности зеркал. Предложены расчётные соотношения для оценки верхней и нижней границ диапазона изменений показателей оптического качества в зависимости от параметров резонатора и конкретного вида искажений зеркала. Практическая значимость. Результаты численного моделирования неустойчивого резонатора сравниваются с количественными оценками, выполненными на основании предложенных расчётных (аналитических) соотношений. На основании анализа результатов формулируются практические рекомендации и выводы, позволяющие корректно учесть влияние искажений формы зеркал на оптическое качество излучения при проектировании резонатора.

Ключевые слова:

неустойчивый резонатор, параметр М2, число Штреля, угол расходимости излучения, искажение формы зеркала

Коды OCIS: 140.4780

Список источников:
  1. Ананьев Ю.А. Оптические резонаторы и проблема расходимости лазерного излучения. М.: Наука, 1979. 328 с.
  2. Борейшо А.С., Дружинин С.Л., Лобачев В.В., Савин А.В., Страхов С.Ю., Трилис А.В. Неоднородности активной среды и оптическое качество излучения сверхзвуковых химических кислородно-йодных лазеров // Квантовая электроника. 2007. Т. 37. № 9. С. 831–836. https://doi.org/10.1070/QE2007v037n09ABEH013487
  3. Lobachev V.V., Strakhov S.Yu. Regular and stochastic small-scale phase heterogeneities of gas lasers active medium and their influence on optical resonator efficiency // Proceedings of SPIE. The International Society for Optical Engineering / Lasers for Measurements and Information Transfer. 2007. С. 659402.
  4. Лобачев В.В., Страхов С.Ю. Эффективность неустойчивого резонатора мощного лазера со стохастическими фазовыми неоднородностями в активной среде // Квантовая электроника. 2006. Т. 36. № 2. С. 134–138. https://doi.org/10.1070/QE2006v036n02ABEH013114
  5. Иващенко А.В., Лобачев В.В., Страхов С.Ю., Трилис А.В. Термонапряженное состояние и оптическое качество стеклянного активного элемента мощного твердотельного лазера // Инженерно-физический журнал. 1997. Т. 70. № 6. С. 1020–1024.
  6. Мезенов А.В., Сомс Л.Н., Степанов А.И. Термооптика твердотельных лазеров. Л: Машиностроение, 1986. 199 с.
  7. Лобачев В.В., Страхов С.Ю. Пространственная многомасштабность фазовой аберрации в крупногабаритных лазерных цилиндрических стеклянных матрицах // Оптический журнал. 2000. Т. 67. № 1. С. 66–69.
  8. Савин А.В., Страхов С.Ю., Дружинин С.Л. Неустойчивые резонаторы мощных химических кислородно-йодных лазеров // Квантовая электроника. 2006. Т. 9. № 36. С. 867–873. http://doi.org/ 10.1070/QE2006v036n09ABEH013407
  9. Страхов С.Ю., Сотникова Н.В., Киселев И.А., Балашов В.М. Крупномасштабные внутрирезонаторные неоднородности и их влияние на параметры излучения мощных лазеров // Вопросы радиоэлектроники. 2019. № 2. С. 43–49. https://doi.org/10.21778/2218-5453-2019-2-43-49
  10. Быков В.В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. М.: Сов. радио, 1971. 328 с.
  11. Ковалевский В.О., Лобачев В.В. Оценка влияния регулярных и стохастических фазовых структур на оптическое качество потока активной среды газодинамического лазера // Квантовая электроника. 2001. Т. 31. № 7. C. 604–610. https://doi.org/10.1070/QE2001v031n07ABEH002012