反射镜长时间出光热变形对光束质量影响研究

"长时间出光条件下反射镜的热变形对光束质量的影响" 本文详细探讨了在长时间连续激光照射下，反射镜热变形对其所反射光束质量的影响。研究使用了先进的有限元分析软件Comsol Multiphysics，通过模拟计算来评估反射镜在高能激光作用下的温度分布和热变形情况。在这样的条件下，反射镜由于热效应会产生微小的形状变化，这些变化会转化为波前像差，进而影响光束的质量。 文章指出，对于热变形引起的波前像差，研究团队采用了Zernike多项式进行前65阶的分解，这是一种常用的光学分析方法，能够将复杂的像差问题简化为一系列易于理解的正交模式。通过这种方式，他们分析了不同时间段内光束质量因子的变化，发现光束质量因子主要由离焦像差贡献，而其他类型的像差影响相对较小，可以忽略不计。 在这一基础上，研究人员建立了一个光束质量因子与激光辐照时间的指数拟合模型，该模型的均方根误差仅为0.0052，表明模型预测的精确度非常高。这个发现对于理解和优化激光系统的性能至关重要，尤其是在高功率激光应用中，如激光切割、焊接、粒子加速器以及高能物理实验等。 文章进一步讨论了如何通过控制反射镜的冷却系统或选择热膨胀系数低的材料来减小热变形，从而提高光束质量。这些措施可以降低离焦像差，保证激光系统的稳定性和精度。此外，该研究也提供了改进光学设计和实验操作的理论依据，有助于未来开发更高效、更稳定的激光系统。 这篇论文深入剖析了长时间激光照射下反射镜热变形对光束质量的具体影响，并提出了有效的分析方法和优化策略，对于光学工程和激光技术领域的研究者具有重要的参考价值。