基于LED的多束激光功率合成
发布时间：2021-11-27 14:19
随着激光技术在医疗、军事等领域的广泛应用,人们对激光的输出功率和质量要求也在变高,由于受非线性效应以及热损耗的影响,单个激光器的输出功率受到了限制,因此提出了多路激光功率相干合成方案。然而激光的高额成本以及使用时产生的巨大热量等因素使得激光无法被普及,而LED与激光相比,不仅价格便宜,而且体积更小、热量更低、寿命更长以及与光纤耦合更加兼容。因此,本文对基于LED的多路激光功率合成技术进行了研究分析,主要内容如下:首先,对非成像光学理论和折反射定理进行了概述,通过证明光学扩展量的守恒性得出了两个重要结论,以及分析了边缘光线原理在设计自由曲面中的应用,得出边缘光线原理可以大大降低光学设计的难度,同时对光学量与辐射量等基本参数进行了分析,并建立了两者之间的关系。其次,针对LED光源发光特性,设计了反光杯和全反射透镜两种准直器来对LED光线进行准直,并在TracePro软件下建模进行光线追迹仿真,通过辐照度分析图得出全反射透镜的评价函数值高于反光杯的,即全反射透镜更有利于光线的准直。为了实现高效合成,设计了基于透镜的光纤耦合系统,并针对基于球透镜和基于自聚焦两种情况分别进行了模拟仿真,通过观察...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１光纤激光相干合成技术方案的分类??１．２．１主动锁相相干合成技术??
??如图２．１所示，入射向量为Ｘ反射向量为百，入射角为Ｉ，反射角为６＊２，则有ｈ?＝?０２。??在光学设计中，法向量可以由入射向量和反射向量通过式（２．１）求得。其中Ｎ?肷湎蛄康牡ィ崳?位向量，Ｗ为反射向量的单位向量，Ｗ为法向量。??Ｎ?＝?ｅ＾－ｅ２?（２．１）??．４?ｍ?ｂ??里??〇??图２．１光的反射传播方式??２．２．２折射定理??光的折射定律由荷兰数学家斯涅耳发现，又叫斯涅耳定律，其现象为光线从一种介质传??播到另一种介质时，在平滑界面上，部分光在进入第二种介质后即发生折射。??如图２．２所示，入射向量为：？，折射向量为哀，入射角为匕，折射角为０２，分界面以上的??折射率为７７１，分界面以下的折射率为巧，ｎｉ＜ｎ２，则有??ｑｓｉｎ烤＝７ｉ＾ｓｉｎ（９２?（７?２）??入射向量、折射向量和法向量之间的关系可以由式（２．３）得到。其中Ｎ?肷湎蛄康牡ノ唬崳?向量，ｇ为折射向量的单位向量，Ｗ为法向量。??Ｎ?＝?ｎ２ｅｊ?—?（２．３）??当光线从空气进入折射率为ｎ的玻璃中时
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【参考文献】：
期刊论文
[1]光纤激光相干合成研究进展[J]. 耿超,杨燕,李枫,黄冠,李新阳. 光电工程. 2018(03)
[2]光纤激光相干合成技术[J]. 刘泽金,周朴,王小林,马阎星,许晓军,侯静. 激光与光电子学进展. 2010(03)
[3]高能激光武器系统中的光束质量评价及应用[J]. 王科伟,孙晓泉,马超杰. 激光与光电子学进展. 2005(08)
[4]高能激光光束质量的评价方法[J]. 王云萍,黄建余,乔广林. 光电子·激光. 2001(10)
[5]光束质量概念谈[J]. 杨成龙. 激光杂志. 1996(01)
博士论文
[1]大功率全光纤激光器及其关键器件技术研究[D]. 赵保银.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2011
[2]主动锁相光纤激光相干合成技术研究[D]. 范馨燕.哈尔滨工业大学 2010
[3]高功率光纤激光器特性分析及应用研究[D]. 高昆.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]980nm皮秒光子晶体光纤激光器及光纤激光相干合成技术研究[D]. 梁博兴.北京工业大学 2016
[2]大功率光纤激光合成的相干性研究[D]. 张红.电子科技大学 2012
[3]光纤激光功率相干合成技术[D]. 冯光.西安电子科技大学 2011
[4]大功率半导体激光器光束特性研究[D]. 李宗阳.长春理工大学 2010
[5]高功率光子晶体光纤放大器的理论与实验研究[D]. 赵振宇.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2009
[6]高功率光子晶体光纤激光器及相干合成技术[D]. 王建明.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2009
[7]光纤激光相位变化特性及相位控制研究[D]. 柴春英.吉林大学 2006
本文编号：3522461
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１光纤激光相干合成技术方案的分类??１．２．１主动锁相相干合成技术??
??如图２．１所示，入射向量为Ｘ反射向量为百，入射角为Ｉ，反射角为６＊２，则有ｈ?＝?０２。??在光学设计中，法向量可以由入射向量和反射向量通过式（２．１）求得。其中Ｎ?肷湎蛄康牡ィ崳?位向量，Ｗ为反射向量的单位向量，Ｗ为法向量。??Ｎ?＝?ｅ＾－ｅ２?（２．１）??．４?ｍ?ｂ??里??〇??图２．１光的反射传播方式??２．２．２折射定理??光的折射定律由荷兰数学家斯涅耳发现，又叫斯涅耳定律，其现象为光线从一种介质传??播到另一种介质时，在平滑界面上，部分光在进入第二种介质后即发生折射。??如图２．２所示，入射向量为：？，折射向量为哀，入射角为匕，折射角为０２，分界面以上的??折射率为７７１，分界面以下的折射率为巧，ｎｉ＜ｎ２，则有??ｑｓｉｎ烤＝７ｉ＾ｓｉｎ（９２?（７?２）??入射向量、折射向量和法向量之间的关系可以由式（２．３）得到。其中Ｎ?肷湎蛄康牡ノ唬崳?向量，ｇ为折射向量的单位向量，Ｗ为法向量。??Ｎ?＝?ｎ２ｅｊ?—?（２．３）??当光线从空气进入折射率为ｎ的玻璃中时
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【参考文献】：
期刊论文
[1]光纤激光相干合成研究进展[J]. 耿超,杨燕,李枫,黄冠,李新阳. 光电工程. 2018(03)
[2]光纤激光相干合成技术[J]. 刘泽金,周朴,王小林,马阎星,许晓军,侯静. 激光与光电子学进展. 2010(03)
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[4]高能激光光束质量的评价方法[J]. 王云萍,黄建余,乔广林. 光电子·激光. 2001(10)
[5]光束质量概念谈[J]. 杨成龙. 激光杂志. 1996(01)
博士论文
[1]大功率全光纤激光器及其关键器件技术研究[D]. 赵保银.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2011
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[3]高功率光纤激光器特性分析及应用研究[D]. 高昆.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]980nm皮秒光子晶体光纤激光器及光纤激光相干合成技术研究[D]. 梁博兴.北京工业大学 2016
[2]大功率光纤激光合成的相干性研究[D]. 张红.电子科技大学 2012
[3]光纤激光功率相干合成技术[D]. 冯光.西安电子科技大学 2011
[4]大功率半导体激光器光束特性研究[D]. 李宗阳.长春理工大学 2010
[5]高功率光子晶体光纤放大器的理论与实验研究[D]. 赵振宇.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2009
[6]高功率光子晶体光纤激光器及相干合成技术[D]. 王建明.中国科学院研究生院（西安光学精密机械研究所） 2009
[7]光纤激光相位变化特性及相位控制研究[D]. 柴春英.吉林大学 2006
本文编号：3522461
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