光纤激光准直出射系统研究(3)
时间:2019-01-19 20:23 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
还有一些利用反射的整形系统。Mc Dermit和Horton[17]同样根据能量守恒原理，设计了反射式整形系统。Scott和Southwell[18]提出了利用两个反射镜进行整形的整形系统，反射式系统由于光束不会穿过系统，光学元件不会吸收和反射入射光束能量，提高了能量利用率。但面型误差对它的影响更大。由于预制的反射镜或透镜只能对轴向对称分布的光束进行整形，制作表面非轴对称的反射镜或透镜在技术上难度较大，Nemoto等人[19]制造了一种可变形反射镜对激光束进行整形。这种反射镜由一组九个制动器进行驱动变形，但只能用于低功率应用。Libor Mrna等人[20]设计并制作了一种可用于大功率激光束的新型可变形反射镜，这种反射镜由一组放置在底层的驱动器阵列和提供必要的冷却功能的加压冷却剂实现变形，可实现较大的形变量。 1.3 本文内容与结构 本论文研究的主要内容在于对适用于大功率光纤激光器的准直器件的研究。本论文主体部分主要分为三大内容：一是对光纤激光器准直器件的设计。首先利用ZEMAX光学设计软件设计了准直透镜组，并分别对不同波长进行优化，得到评价光学系统质量所需的调制传递函数曲线图（MTF）、点列图以及波前像差图，观察并分析远场焦斑的聚焦质量，并对所设计的光学系统进行公差分析；其次，利用SolidWorks软件设计准直器件的外部机械结构，包括水冷结构、光学系统与机械结构的配合等。最后设计基于非球面透镜组的高斯光束整形系统。 本论文共分五章： 第一章 介绍了论文研究的背景和意义、国内外研究现状以及研究内容和结构安排。 第二章 阐述了高斯光束相关的理论基础，重点介绍了有关高斯光束在空间当中的传输特性以及变换和准直方面的特点。 第三章 设计准直器光学系统部分，利用ZEMAX软件进行建模仿真，分别对不同波长进行优化，分析检测出射光束质量。 第四章 设计准直器机械结构部分，利用SolidWorks软件建模，分析水冷结构、光学系统与机械结构的配合，以及光纤激光器发射端QBH与准直器之间的配合。 第五章 分析了利用单个非球面透镜进行基模高斯光束整形的基本设计方法，然后编写ZPL宏语言对面型参数进行设计优化，并对设计结果进行分析。 本论文最后对论文研究所做的工作进行了总结，并提出本论文研究工作的不足之处，对以后的研究工作做出了展望。 2 相关理论 2.1 高斯光束的性质 高斯光束不是普通球面波，但高斯光束在其传输轴线附近可近似为一种非均匀球面波，且其等相位面保持为球面，曲率中心随着光束的传输而不断变化，其振幅和强度在传播方向横截面内始终保持高斯分布的特性 [21]。高斯光束作为电磁波 (责任编辑：qin) |