失调光学元件对扩束准直系统高斯光束传输影响分析

"扩束准直光学系统中光学元件失调对高斯光束传输变换的影响分析 (2008年)" 本文是一篇工程技术领域的论文，由周胜国和沈学举撰写，发表于2008年，探讨了扩束准直光学系统中光学元件失调对高斯光束传输特性的影响。在激光应用中，扩束准直光学系统是不可或缺的组成部分，它能够将激光束扩大并使其平行，以满足远距离传输或精确聚焦的需求。然而，如果系统中的光学元件（如透镜或反射镜）发生失调，将导致光束传播特性的变化，从而影响系统的性能。 作者基于广义惠更斯-菲涅尔衍射积分公式，这是一种描述光波传播的经典光学理论，选取高斯光束作为激光束的模型进行研究。高斯光束是一种常见的激光束类型，其光强分布遵循高斯函数，具有良好的集中性和稳定性。通过数学推导，他们得到了激光光束通过失调扩束准直光学系统的传输公式，这为分析失调影响提供了理论基础。 分析结果显示，当高斯光束经过失调的扩束准直系统时，原本中心对称的光束会变成偏心高斯光束，即光束的传播中心偏离了原来的光轴。这种偏心现象随着光学元件失调程度的增加而加剧，导致光束质量显著下降。这意味着光束的发散角增大，能量分布不均匀，可能影响到激光的应用效果，如精度、功率密度等。 进一步的仿真研究证实了这些理论分析。在相同程度的失调情况下，长焦距的光学元件对输出光束的影响更为显著。这是由于长焦距元件对光束的汇聚或发散作用更强，微小的失调会导致更大的角度偏差。因此，对于激光扩束准直光学系统来说，确保长焦距光学元件的正确调整显得尤为重要。 这篇论文的结论强调了调整光学元件的重要性，特别是在长焦距元件上，以保证扩束准直光学系统的性能和激光束的质量。这对于激光技术在军事、工业、科研等领域的应用具有实际指导意义，有助于优化激光系统设计，提高其稳定性和精度。