基于LC-SLM的高光束质量变倍率激光扩束技术研究
发布时间：2022-01-21 07:29
激光扩束系统在激光通信及雷达跟踪等国防建设和国民经济领域中应用广泛,为满足不同领域及不同仪器设备对激光束口径的要求,需要扩束比连续可变的系统。传统的机械式激光变倍扩束系统存在着结构复杂、精度低、响应慢及像质低等缺点,无法满足越来越高的激光扩束需求。因此,本文对激光扩束系统的变倍扩束方法进行了新的探索,将液晶空间光调制器（Liquid Crystal On Silicon Modulator,LC-SLM）应用到激光扩束系统中,对基于LC-SLM的高光束质量变倍率激光扩束技术开展了研究。本文首先研究了基于LC-SLM的变焦控制技术,搭建了基于LC-SLM的变焦透镜系统,通过采用焦距不同的变焦透镜相位调制图的灰度信号来控制LC-SLM外加电压变化,实现了基于LC-SLM的变焦透镜功能,利用此功能实现对激光束的变倍扩束。随后研究了基于LC-SLM的波前像差校正技术,设计了基于LC-SLM的波前校正实验系统,先验证并分析利用LC-SLM模拟基于Zernike多项式的波前像差的能力,然后利用LC-SLM实现了对像差板波前像差的校正,PV值由校正前的1.583λ减小到校正后的0.116λ,RMS值...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光扩束器
TM 激光扩束器 (b)小扩束比激光扩束器 (c)高功率激光图 1.1 激光扩束器光定倍扩束系统扩束比不变，不能满足有些应用领域中连续变倍扩束技术定将发展。若想满足激光变倍扩束，可通过变焦系统统的研究始于 20 世纪 50 年代，在过去的几十年里，传统的机，机械式变焦扩束系统已经很成熟。南京理工大学叶井飞等利镜头实现了对激光束从1×~13×的透射式连续变倍扩束[9]。单娟等式激光连续变倍系统[10]，满足了激光测距系统的测量要求。 5mm 的 YAG 激光束进行了 2×~10×的连续变倍扩束设计[1司设计出了对波长为 355~1064nm 的激光束进行 2×~ 8×连续变图 1.2(a)所示。OptoSigma 公司设计出了对波长为 532nm 的激扩束的激光扩束器，如图 1.2(b)所示。
2]-[14][12]、变形镜[15]-[16]、液晶透镜[17]-[20]等主动光学元件应用到光学变焦系统于透镜的自变焦来改变系统的焦距，为变焦系统提供了新的变焦方式。004 年，飞利浦公司研制出了一款新型变焦液体透镜[12]。这种液体透镜由导电和不导电的油组成，将两者装在圆柱型容器中，容器内壁和其中一端透明盖疏水性材料，由于表面张力的作用，水溶液向无疏水性材料一端弯曲，形成通过在电极上施加电压，导致液面曲率发生改变，从而改变透镜焦距，其原 1.3 所示。该液体透镜体积小，直径 3mm，长度 2.2mm；变焦速度快、耗电是这种透镜并不完善，加工工艺复杂，控制电压较高，光轴很难稳定且其口应用受到限制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]低电压驱动液晶变焦透镜的设计与优化[J]. 杨兰,王敏帅,徐恭勤,周雄图,郭太良,叶芸. 光学学报. 2017(09)
[2]基于硅基液晶变焦透镜的相位恢复方法[J]. 程鸿,吕倩倩,张文君,邓会龙,高要利. 中国激光. 2017(03)
[3]激光变焦扩束光学系统设计[J]. 单娟,张鹏,付玉虎. 光学与光电技术. 2013(04)
[4]液晶空间光调制器波前模拟及误差补偿[J]. 张洪鑫,张健,乔玉晶,司俊山,马薇. 光电子.激光. 2013(05)
[5]大变倍比近红外无焦激光扩束系统[J]. 叶井飞,高志山,叶海水,刘晓莉,成晓强. 光学精密工程. 2013(05)
[6]基于纯位相液晶空间光调制器的可变焦透镜的实现[J]. 林培秋,应朝福,徐展斌,庞辉,楼帆. 应用光学. 2010(03)
[7]激光扩束望远镜的光学变焦设计[J]. 赵娜,刘群华. 科技信息. 2009(11)
[8]激光扩束望远镜的光学设计[J]. 樊丽娜,朱爱敏,刘琳,吴泉英. 红外. 2007(08)
[9]变焦扩束系统的光学设计[J]. 孔祥蕾,郝沛明. 应用光学. 2001(05)
[10]多波长激光扩束系统的设计[J]. 李良钰,李常春,李银柱,戴亚平,刘诚,程笑天,朱健强,王仕璠. 中国激光. 2001(08)
博士论文
[1]液晶波前校正器的过驱动研究[D]. 胡红斌.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
[2]基于液体透镜的变焦距光学系统研究[D]. 张鹰.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[3]采用光纤耦合及光放大接收的星地光通信系统及关键技术[D]. 向劲松.电子科技大学 2007
硕士论文
[1]基于LCOS光学变焦系统研究[D]. 刘春梅.安徽大学 2013
[2]基于空间光调制器的主动光学变焦系统的初探[D]. 陈巍华.安徽大学 2012
本文编号：3599834
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：57 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光扩束器
TM 激光扩束器 (b)小扩束比激光扩束器 (c)高功率激光图 1.1 激光扩束器光定倍扩束系统扩束比不变，不能满足有些应用领域中连续变倍扩束技术定将发展。若想满足激光变倍扩束，可通过变焦系统统的研究始于 20 世纪 50 年代，在过去的几十年里，传统的机，机械式变焦扩束系统已经很成熟。南京理工大学叶井飞等利镜头实现了对激光束从1×~13×的透射式连续变倍扩束[9]。单娟等式激光连续变倍系统[10]，满足了激光测距系统的测量要求。 5mm 的 YAG 激光束进行了 2×~10×的连续变倍扩束设计[1司设计出了对波长为 355~1064nm 的激光束进行 2×~ 8×连续变图 1.2(a)所示。OptoSigma 公司设计出了对波长为 532nm 的激扩束的激光扩束器，如图 1.2(b)所示。
2]-[14][12]、变形镜[15]-[16]、液晶透镜[17]-[20]等主动光学元件应用到光学变焦系统于透镜的自变焦来改变系统的焦距，为变焦系统提供了新的变焦方式。004 年，飞利浦公司研制出了一款新型变焦液体透镜[12]。这种液体透镜由导电和不导电的油组成，将两者装在圆柱型容器中，容器内壁和其中一端透明盖疏水性材料，由于表面张力的作用，水溶液向无疏水性材料一端弯曲，形成通过在电极上施加电压，导致液面曲率发生改变，从而改变透镜焦距，其原 1.3 所示。该液体透镜体积小，直径 3mm，长度 2.2mm；变焦速度快、耗电是这种透镜并不完善，加工工艺复杂，控制电压较高，光轴很难稳定且其口应用受到限制。
【参考文献】：
期刊论文
[1]低电压驱动液晶变焦透镜的设计与优化[J]. 杨兰,王敏帅,徐恭勤,周雄图,郭太良,叶芸. 光学学报. 2017(09)
[2]基于硅基液晶变焦透镜的相位恢复方法[J]. 程鸿,吕倩倩,张文君,邓会龙,高要利. 中国激光. 2017(03)
[3]激光变焦扩束光学系统设计[J]. 单娟,张鹏,付玉虎. 光学与光电技术. 2013(04)
[4]液晶空间光调制器波前模拟及误差补偿[J]. 张洪鑫,张健,乔玉晶,司俊山,马薇. 光电子.激光. 2013(05)
[5]大变倍比近红外无焦激光扩束系统[J]. 叶井飞,高志山,叶海水,刘晓莉,成晓强. 光学精密工程. 2013(05)
[6]基于纯位相液晶空间光调制器的可变焦透镜的实现[J]. 林培秋,应朝福,徐展斌,庞辉,楼帆. 应用光学. 2010(03)
[7]激光扩束望远镜的光学变焦设计[J]. 赵娜,刘群华. 科技信息. 2009(11)
[8]激光扩束望远镜的光学设计[J]. 樊丽娜,朱爱敏,刘琳,吴泉英. 红外. 2007(08)
[9]变焦扩束系统的光学设计[J]. 孔祥蕾,郝沛明. 应用光学. 2001(05)
[10]多波长激光扩束系统的设计[J]. 李良钰,李常春,李银柱,戴亚平,刘诚,程笑天,朱健强,王仕璠. 中国激光. 2001(08)
博士论文
[1]液晶波前校正器的过驱动研究[D]. 胡红斌.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2013
[2]基于液体透镜的变焦距光学系统研究[D]. 张鹰.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2012
[3]采用光纤耦合及光放大接收的星地光通信系统及关键技术[D]. 向劲松.电子科技大学 2007
硕士论文
[1]基于LCOS光学变焦系统研究[D]. 刘春梅.安徽大学 2013
[2]基于空间光调制器的主动光学变焦系统的初探[D]. 陈巍华.安徽大学 2012
本文编号：3599834
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianzigongchenglunwen/3599834.html
