共焦不稳定谐振腔光束质量难提升？OAS提供精准解决方案

简介

共焦不稳定谐振腔作为一种专为高功率激光器设计的关键光学结构，凭借其独特的共焦设计理念与反射镜曲率配置，能够实现高效的激光能量提取与卓越的光束质量控制，在高功率激光技术发展进程中占据重要地位。本案例借助 OAS 光学软件，对共焦不稳定谐振腔进行深入建模与仿真分析，旨在展示该软件在光学系统设计与优化中的强大功能与应用价值。

OAS 软件中的关键设置

光源参数设置

本案例中，依据实际应用需求，设定光束光源的关键参数。创建的光束束腰半径为 16.6mm，此参数直接影响光束的初始发散特性与能量分布；波长设定为 10.6μm，对应常见的二氧化碳激光器工作波长，该波长在工业加工与科学研究领域具有广泛应用。这些参数的准确设定是构建符合实际需求的光学模型的基础。

谐振腔结构设置

共焦不稳定谐振腔的核心在于其独特的反射镜配置与腔内特殊结构设计。在本模型中，主镜和次镜的曲率半径分别设定为 -600mm 和 -200mm，负曲率半径表示反射镜为凹面镜，这种凹面镜配置有助于实现激光在腔内的多次反射与能量增强。

同时，主镜和次镜均设定为全反射面，以最大限度减少激光能量在反射过程中的损耗。此外，在谐振腔中间创建十字面，并将其定义为全吸收面。该全吸收面的引入能够有效抑制腔内高阶震荡模式的产生，通过吸收杂散光与高阶模式能量，优化光束质量，使输出光束更接近理想基模状态。

模型构建

在 OAS 光学软件中，利用其直观的图形化界面与丰富的建模工具，按照上述参数与结构设计，逐步构建共焦不稳定谐振腔模型。首先，通过坐标系统精确确定各光学元件的位置与方向；其次，运用材料库为反射镜与吸收面赋予相应的光学属性；最后，设置光线追迹与数值计算参数，确保软件能够准确模拟激光在腔内的传播过程。

(共焦不稳定谐振腔的三维追迹图)

(共焦不稳定谐振腔的探测器结果图)

总结