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强闪烁下的光学轨道角动量
摘要： 研究了经典光学场在任意大气湍流条件下传播的演化过程。我们采用单相位屏（SPS）方法和基于多相位屏（MPS）的微分传播方程（IPE），计算输入拉盖尔-高斯（LG）模式中保留的光功率比例或转移至高阶LG模式的比例。当闪烁较弱时，IPE与SPS预测结果趋势一致；但当闪烁强度超过特定阈值后，两者出现偏差。这些预测结果与通过湍流传播的光学场数值模拟进行了对比。该模拟基于柯尔莫哥洛夫湍流理论，采用MPS模型在不同湍流条件下进行，以实现弱闪烁与强闪烁工况的全面比较。数值结果在所有条件下均与IPE结果高度吻合，但在强闪烁情况下与SPS结果存在显著差异。
关键词： 多相位屏方法、闪烁、微分传播方程、大气湍流、拉盖尔-高斯模式、单相位屏方法、光学轨道角动量
更新于2025-09-23 15:22:29
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拉盖尔-高斯模激光加热器用于自由电子激光器中微聚束不稳定性的抑制
摘要： 由束流集体效应驱动的微聚束不稳定性（MBI）对高亮度储存环、直线加速器和自由电子激光器（FELs）具有显著危害。已知通过激光加热器为电子束引入微量能散是抑制该不稳定性的有效方法，而引入能散的分布形态会极大影响MBI抑制效果——这可通过调控加热器激光的横向光强分布来实现。本研究首次在直线相干光源装置上，通过采用LG01横向激光模式实现了MBI的有效抑制，并与传统高斯横向激光模式进行了对比实验验证。我们通过纵向相空间分析与相干辐射光谱等多项下游测量手段，系统表征了不同模式对MBI抑制的效果差异。同时探讨了LG01光束整形在软X射线自种子FEL发射中的关键作用——该模式作为FEL最先进的运行方式之一，其MBI的可控抑制至关重要。
关键词： 自由电子激光器、微束不稳定性、LG01模式、激光加热器、软X射线自种子自由电子激光、高斯模式、微束不稳定性抑制
更新于2025-09-23 15:21:01
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一种通过厄米-高斯模式像散变换实现按需涡旋光束的V型折叠数字激光器 <sup>*</sup>
摘要： 采用空间光调制器（SLM）进行腔内损耗整形的多重V型折叠数字激光器，可生成模式阶数按需调控的厄米-高斯模式。通过π/2像散模式转换器，获得具有 -11（~）至12（~）可调节范围的轨道角动量（OAM）涡旋光束。通过改变加载在SLM上的相位图实现厄米-高斯模式阶数——即涡旋光束OAM的数字切换，且无需对谐振腔进行任何机械调整。该研究在各类OAM可调谐涡旋光束领域具有重要应用价值。
关键词： 空间光调制器、涡旋光束、轨道角动量、厄米-高斯模式、数字激光器
更新于2025-09-23 15:19:57
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利用介电超表面通过空心高斯光束在高阶庞加莱球上生成纯拉盖尔-高斯矢量光束
摘要： 由于衍射效应，外腔生成纯拉盖尔-高斯（LG）模式的矢量光束（VBs）长期存在挑战。本文从理论上提出并通过实验实现了利用空心高斯光束（HGBs）经q板生成纯LG矢量光束的方法。我们推导了任意偏振HGB生成矢量光束的通用表达式，发现当HGB阶数等于q板拓扑荷数的两倍时，该矢量光束具有纯LG模式，且通过调节入射偏振可在高阶庞加莱球上实现任意目标偏振分布。进一步采用介质超表面实现q板并实验验证了理论结果。所生成的纯LG矢量光束可应用于对模式纯度要求较高的场景。
关键词： 矢量光束、拉盖尔-高斯模式、衍射、超表面、潘查拉特南-贝里相位、空心高斯光束
更新于2025-09-24 02:30:23
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具有高阶模的被动调Q脉冲光纤激光器
摘要： 我们基于HfSe2可饱和吸收体和空间光调制器，实验演示了一种产生高阶模脉冲光束的被动调Q光纤激光器。由于HfSe2薄膜具有较大的调制深度，基于可饱和吸收效应可实现宽重复频率的调Q脉冲。进一步研究发现，将调Q基模脉冲入射至空间光调制器上可获得多种高阶拉盖尔-高斯模式。本研究为获得具有高阶模脉冲光束的稳定调Q光纤激光器提供了一种简单方法。
关键词： 光纤激光器、二硒化铪可饱和吸收体、高阶拉盖尔-高斯模式、调Q技术
更新于2025-09-16 10:30:52
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单频Nd:YVO4单向环形激光器中拉盖尔-高斯模式光学涡旋光束的直接产生
摘要： 报道了一种采用环形泵浦光束端面泵浦的单频单向环形激光器，其输出为一阶拉盖尔-高斯（LG01）模式。该方案应用于行波谐振腔结构的二极管泵浦Nd:YVO4激光器，分别实现了2.1瓦左旋和1.5瓦右旋螺旋波前的单频LG01模式输出。此外，研究表明通过改变激射方向和频率可实现其波前螺旋性的切换。文中讨论了波前螺旋性的选择机制及该方案的潜在应用前景。
关键词： 二极管泵浦固体激光器、单频激光器、光学涡旋、拉盖尔-高斯模式
更新于2025-09-11 14:15:04