DOI QR코드

DOI QR Code

Numerical analysis of resonator stability and beam quality in a thermal-birefringence compensated symmetric resonator consisting of two laser rods with rod-end curvatures

두개의 렌즈형 레이저 막대들로 구성된 대칭형 공진기의 안정도 및 빔질의 수치적 분석

  • Kim, Hyun-Su (Dept. of Photonic Engineering, Chosun University)
  • 김현수 (조선대학교, 광기술공학과)
  • Published : 2004.12.01

Abstract

We analyse the beam characteristics of the thermal-birefringence compensated symmetric resonator which consists of two laser rods with rod-end curvatures. The numerical results show that the stability and the beam quality can be improved in high power operation region when the rod-ends are made in the form of a negative lens. The thermal birefringence of the symmetric two-rods resonator is shown to be well compensated when the two rods closely contact each other.

두개의 렌즈형 레이저 막대들로 구성된 대칭형 레이저 공진기의 안정도와 빔질 특성을 분석하고 열 복굴절 보상 특성을 수치적으로 분석하였다. 공진기는 열 효과에 의한 이중초점을 제거하기 위한 90$^{\circ}$ 회전자가 두개의 렌즈형 레이저 막대 사이에 삽입된 구조로 되어있다. 수치 분석을 통해 레이저 막대를 오목렌즈로 만들 경우 고출력 영역에서 안정도가 증가하고 빔질이 향상됨을 보였다. 또한 두개의 레이저 막대를 서로 맞댄 공진기 구조에서 열 복굴절이 잘 보상될 수 있음을 보였다.

Keywords

References

  1. N. Hodgson and H. Weber, Optical resonators (Springer-Verlag, London, UK,1997), pp. 367-443
  2. Y. Hirano, Y. Koyata, S. Yamamoto, K. Kasahara, and T. Tajime, '208-W $TEM_{00}$ operation of a diode-pumped Nd:YAG rod laser,' Opt. Lett., Vol. 24, pp. 679-681, 1999 https://doi.org/10.1364/OL.24.000679
  3. K.P. driedger, R. M. Infflander, and H. Weber, 'Multirod resonators for High-power Solid-state lasers with improved beam quality,' IEEE J. Quantum Electron., Vol. 24, pp. 665-674, 1988 https://doi.org/10.1109/3.176
  4. J. Y. Lee, H. S. Kim, K. Y. Um, J. R. Park, and H. J. Kong, 'Compensation of polarization distortion of a laser beam in a four-pass Nd:glass amplifier by using a Faraday rotator,' Trends Opt. Photon., Vol. 1, pp. 216-221, 1996
  5. M. P. Murdough and C. A. Denman, 'Mode-volume and pump-power limitations in injection-locked TEM00 Nd: YAG rod lasers,' Appl. Opt., vol. 35, pp. 5925-5956, 1996 https://doi.org/10.1364/AO.35.005925
  6. J. R. Park, J. Y. Lee, H. S. Kim, K. Y. Um, and H. J. Kong, 'Characteristics of a birefringence compensation scheme in $Nd^{3+}$:YAG rods using a polarization rotator and an imaging optics,' Opt. Re., vol. 4(1B), pp. 170-175, 1997
  7. W. Koechner, Solid-state Laser Engineering 4th ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1996), pp 400
  8. H. S. Kim, S. Lee, D-K. Ko, and B. H. Cha, 'Dependence of the stability and the beam quality on the distance between two rods in a double laser-head resonator,' Opt. Commun., Vol. 15, pp. 381-389, 2002 https://doi.org/10.1016/S0030-4018(01)01684-4
  9. G. Cerullo, S. D. Silvestri, V. Magni, O. Svelto, 'Output power limitations in CW single transverse mode Nd:YAG lasers with a rod of large cross-section,' Opt. & Quantum Electron., vol. 25, pp. 489-500, 1993 https://doi.org/10.1007/BF00308304
  10. H. S. Kim, J. T. Kim, and J. R. Park, 'Stable range enhancement in a symmetric confocal two-rod resonator with $90^{\circ}$-optical rotator,' IEEE J. Quantum Electron., vol. 39, pp. 1594-1599, 2003 https://doi.org/10.1109/JQE.2003.819537