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高能激光系統(tǒng)中，一般采用正支虛共焦非穩(wěn)腔作為激光器的諧振腔，極高的激光功率密度使得諧振腔內(nèi)各光學(xué)元件產(chǎn)生了不同程度的熱變形，影響了激光器輸出光束質(zhì)量和光能量的遠(yuǎn)距離傳輸。本文從試驗(yàn)結(jié)果出發(fā)，采用數(shù)值模擬方法，研究了腔鏡熱變形對虛共焦非穩(wěn)腔的模式和光束質(zhì)量的影響。在比較了各種計(jì)算腔模方法的基礎(chǔ)上，根據(jù)角譜傳播理論，選擇FFT算法，建立諧振腔內(nèi)多層增益分布模型．分別確定了腳’算法的空間采樣間隔、保護(hù)帶系數(shù)和分段計(jì)算的距離，選取光場往返一次之比的均方根值收斂準(zhǔn)則，計(jì)算多種增益分布、不同鏡面變形時的諧振腔輸出光場分布，同時計(jì)算該光場的遠(yuǎn)場分布和傳輸有限距離之后的分布。數(shù)值計(jì)算表明，腔鏡熱變形是影響輸出光束質(zhì)量的主要因素之一，鏡面變形的大小，直接影響光束的相位分布和遠(yuǎn)場光斑半徑，而腔內(nèi)增益分布又影響熱變形的分布。嚴(yán)格意義上的虛共焦非穩(wěn)腔，激光出光時間段內(nèi)，由于熱能沉積和變形增加，出光后續(xù)時刻比出光初始時刻的光束質(zhì)量差。論文中數(shù)值計(jì)算和理論分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果較為一致，對實(shí)際試驗(yàn)具有一定的指導(dǎo)意義。文中指出，采用適當(dāng)?shù)睦鋮s方法或其它方法，能有效改善光束質(zhì)量。
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