影响光束质量的因素？
在激光物理学中，光束质量指的是激光束保持聚焦的程度。质量越高，光束的发散就越小。光束质量会受到许多因素的影响，如激光器部件的类型和质量、使用的激光增益介质的类型、使用的光学泵浦方法、功率水平以及激光器的机械和热应力。
在光束质量和光束功率之间存在着一种权衡。当能量被泵入激光器的增益介质（激光器用来放大光）时，一些能量将转化为热量。过多的热量会导致介质中的温度梯度，产生热透镜效应，降低光束的质量。这使得所使用的增益介质的类型非常重要。
气体激光器由于其介质的密度较低，往往不容易受到热透镜的影响，而二氧化碳激光器可以在非常高的功率水平上保持高光束质量。在固体激光器中，最高的光束质量是由单模光纤激光器和薄盘激光器产生的。光纤激光器使用掺有稀土离子（如镱或钕）的二氧化硅玻璃作为其增益介质，而薄盘激光器使用掺有三价镱离子的钇铝石榴石晶体。这些激光器即使在几千瓦的功率水平上也能保持非常高的光束质量。在较低的功率水平下，氦-氖气体激光器和表面发射半导体激光器可以产生极高的光束质量。
激光器设计的其他组成部分对光束质量也很重要，如激光器的光学谐振器的尺寸和配置。沿着激光束的路径将光注入增益介质的设计，一种被称为末端泵浦的技术，比侧面泵浦的激光器产生更高的光束质量。模式净化器可用于改善光束质量，方法是将光束通过单模光纤，或使用透镜将未准直的光束通过针孔聚焦到第二个透镜，使光束重新准直。
光束质量也受到激光器部件状况的影响。如果固体激光器的介质表面有缺陷，可能会导致波前失真和散射，从而降低质量。错位的部件也会损害质量，这可能是由机械应力、激光器环境的温度变化或激光器自身热量的热膨胀造成的。透镜的缺陷也会影响质量。
- 发表于 2022-02-09 22:47
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- 分类：科学
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