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首页微透镜阵列光束积分系统性能优化及其应用
本文主要探讨了基于微透镜阵列的两种光束积分系统——成像型和非成像型,针对高功率固体激光器抽运光束的均匀性提升问题。在当前的光学设计中,高效率和均匀的光束分布是关键因素,这关系到激光器的性能和稳定性。 首先,作者详细比较了这两种光束积分系统的性能特性。成像型光束积分系统通过利用光学成像原理,能够在保持光束亮度的同时,有效地减小光斑尺寸,使得光束更趋均匀。其优点在于,不仅能够提供卓越的光束匀化效果,而且相较于非成像型系统,它对半导体激光器(LD)的光束准直要求较低,这意味着它在实际应用中更加灵活,减少了对激光器前端组件的精确度需求。 其次,成像型积分系统的一大特点是可以通过调整微透镜阵列的间距来改变光斑尺寸,从而适应不同应用场景的需求,这极大地扩展了系统的实用性。这在实际操作中意味着设计者可以根据具体的应用环境和需求,灵活地定制和优化光束分布,这对于工业生产中的精密加工和材料处理等领域具有重要意义。 实验结果显示,在照明范围内,经过成像型积分系统的LD阵列光束的光斑不均匀性可以控制在小于10%的水平,这是一个非常理想的数值,表明该系统在光束均匀性方面表现出色,能有效减少光束失真,提高激光器的输出质量。 关键词包括光学设计、光束均匀化、高斯光束以及相干光,这些都是文章的核心讨论点。文章深入研究了这些技术在提升固体激光器性能中的作用,为光学工程师和相关领域的研究人员提供了有价值的参考信息,对于推动激光技术的发展具有实际价值。这篇文章提供了一种有效的工具,用于改进和优化激光器的光束传输过程,提高激光器的整体性能。
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书书书
第
39
卷
第
7
期
中
国
激
光
Vol.39
,
No.7
2012
年
7
月
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2012
基于微透镜阵列的光束积分系统的性能分析
殷智勇
1
汪岳峰
1
贾文武
1
杨晓杰
2
雷呈强
1
强继平
1
1
军械工程学院光学与电子工程系,河北 石家庄
050003
2
中国人民解放军
63898
部队,河南 济源
( )
454650
摘要
为了提升高功率固体激光器抽运光束的均匀性,研究了成像型和非成像型 光束 积分系 统光 束匀化 机理。从
光斑尺寸、最大入射角及光斑均匀性三个方面,详细对比了两种积分系统的性能 特点。分 析表 明,成像 型光 束积分
系统不但具有更好的匀化效果,相比非成像型还降低了对半导体激 光器(
LD
)光 束准直 的要 求,并 且可调 整微 透镜
阵列间距实现光斑尺寸的改变,拓展了系统应用范围。经实验测试,在照明范围内
LD
阵列光束经成像型积分系统
后光斑不均匀性小于
10%
。
关键词
光学设计;均匀化;高斯光束;相干光
中图分类号
TN245
文献标识码
A
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:
10.3788
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220.2945
;
140.5560
;
140.2020
收稿日期:
20120306
;收到修改稿日期:
20120408
基金项目:国家
863
计划资助课题。
作者简介:殷智勇(
1984
—),男,博士研究生,主要从事固体激光和激光光束整形技术等方面的研究。
Email
:
y
z
y
8465
@
163.com
导师简介:汪岳峰(
1963
—),男,教授,博士生导师,主要从事固体激光器、光电检测技术等方面的研究。
Email
:
y
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g
.OEC
@
163.com
1
引
言
大功率半导体激光器(
LD
)具有高功率、高转换
效率及工作时间长 等特点,已经成 为 高能固体 激 光
器的主要抽运光源。但由于
LD
自身特性使得抽运
光斑并不均匀,这将 直 接影响固 体 激光器功 率 水平
的提高
[
1
~
5
]
。为了 实 现 均 匀 平 顶 型 光 场 分布,需 通
过光学系 统 对其 进 行 激 光 光 束 整 形
。 微 透 镜 阵 列
(
MLA
)具有体积小、质量轻、传输损耗小等特点,构
成的整形系统结构简单、使用灵活,得到了广泛的应
用。
Schreiber
等
[
6
,
7
]
对基于微透镜阵列的整形系 统
进行了原理上的分 析,并 通过发光 二 极管照明 微 透
镜阵列得到了高 均 匀度的光 斑。在国 内,黄 峰 等
[
8
]
07020071
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