温度传感器动态校准中激光光束均匀化研究
发布时间：2022-02-05 03:16
在温度传感器校准中,激光加热法因其温度阶跃高、上升时间快、能量利用率高等优点得到了广泛的应用。但是激光器发射的激光往往是高斯分布的,光斑内能量分布不均匀,这就会造成传感器校准精确度不高。为了改善激光质量,提高温度传感器的校准精度,本文采用微透镜阵列法对激光进行均匀化。文中分别对成像型微透镜阵列和衍射型微透镜阵列的均匀化原理进行分析,从几何光学的角度分析了均匀光斑的尺寸与系统参数的关系,证明了光斑的大小与微透镜阵列中子透镜的尺寸和傅里叶透镜的焦距成正比,在成像型微透镜阵列中光斑尺寸在一定范围内还与两微透镜间的距离成反比;从光的波动学角度分析了光场的分布情况,从理论上说明了主透镜焦平面上的光场分布与入射光束和微透镜阵列数学函数的傅里叶变换成比例。通过ZEMAX光学设计软件对成像型和衍射型微透镜均匀化系统进行仿真分析。通过对激光光束尺寸、光束发散角、子透镜尺寸和两微透镜间距离等参数分别进行仿真,对衍射型均匀化系统和成像型均匀化系统进行对比,检验两种方法中不同参数对激光光束的均匀化程度的影响。在仿真的基础上,利用微透镜阵列搭建了成像型激光光束均匀化系统。设计了楔形棱镜衰减系统将大功率激光衰减至...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
温度传感器校准系统框图
要对激光热源进行整形[22]。激光均匀都需要功率分布均匀的激光。比如，光器的整形方法常见的有以下几类：原理简单容易实现，如图 1.2 所示，，只透过中心一小部分激光，在这部简单，易于实现。但是缺点是能量利严重，不适合产生较高的温度阶跃信
中北大学学位论文面透镜法透镜法是利用一对非球面透镜对激光进行均匀化，该方法有两种勒型，它是由两片不同的平凸非球面镜组成，系统结构图如图略型，是由一片平凹非球面透镜和一片平凸非球面镜组成，其系。从图中可以看出开普勒非球面整形系统中间会有聚焦点，当输被击穿从而产生等离子体。因此开普勒型非球面透镜匀化系统只光整形，而伽利略型整形系统可以整形更大功率的激光。该方法，光能损失小，能量利用率较高。缺点是对激光分布比较敏感，要设计不同参数的透镜组，高精度的非球面透镜加工成本非常高
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度传感器校准中激光光束均匀化研究[J]. 程航,张志杰,李岩峰. 激光杂志. 2017(07)
[2]高精度整形激光脉冲产生技术研究[J]. 宗兆玉,许党朋,田小程,张锐,周丹丹,范孟秋,朱娜,谢亮华,李宏勋. 中国激光. 2017(01)
[3]用于发散激光光束整形的自由曲面透镜设计[J]. 彭亚蒙,苏宙平. 光学学报. 2016(05)
[4]温度传感器动态校准系统中光学聚焦系统设计[J]. 李岩峰,张志杰,郝晓剑. 激光与光电子学进展. 2016(03)
[5]反射式可调激光衰减器的研究[J]. 薛战理,俞兵,吴沛,韩占锁,秦艳,陈娟,李宏光. 应用光学. 2015(03)
[6]基于微透镜阵列的半导体激光器堆栈匀化系统[J]. 雷呈强,汪岳峰,殷智勇,尹韶云,孙秀辉. 中国激光. 2015(05)
[7]激光光斑整形算法[J]. 王锋,罗建军,李明,邓玥. 红外与激光工程. 2014(12)
[8]衍射微透镜阵列用于面阵半导体激光光束匀化[J]. 刘志辉,杨欢,石振东,李国俊,方亮,周崇喜. 中国激光. 2014(01)
[9]基于液晶空间光调制器的激光束整形[J]. 于晓晨,胡家升,王连宝. 光学学报. 2012(05)
[10]大功率半导体激光光源光束整形技术研究[J]. 彭航宇,顾媛媛,单肖楠,刘云,郝明明,朱洪波,尹红贺,田振华,秦莉,宁永强,王立军. 中国激光. 2011(02)
博士论文
[1]空中目标靶上强激光光斑参数测量技术[D]. 冯国斌.西安电子科技大学 2014
[2]高斯光束整形技术研究[D]. 高瑀含.长春理工大学 2012
[3]大功率半导体激光光束整形及合束研究[D]. 彭航宇.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[4]大功率半导体激光器光束特性及应用的若干问题[D]. 曹长庆.西安电子科技大学 2010
[5]瞬态表面高温测量与动态校准技术研究[D]. 郝晓剑.中北大学 2005
硕士论文
[1]方形孔径平面微透镜阵列的成像特性及应用研究[D]. 杨晓铭.西南大学 2017
[2]自由曲面光学系统在激光光束整形中的应用[D]. 彭亚蒙.江南大学 2017
[3]某型温度传感器校准研究[D]. 肖红军.大连理工大学 2016
[4]基于光斑模拟方法的准分子激光均束系统设计及小光斑变换光学系统的研究[D]. 阳隽婷.北京工业大学 2016
[5]基于波动光学的光场成像与光场重建的理论研究[D]. 史仪.哈尔滨工业大学 2016
[6]基于微透镜阵列的光场光谱显微成像系统研究[D]. 夏银香.苏州大学 2016
[7]石墨烯基液晶微透镜阵列的制作与成像探测研究[D]. 胡伟.华中科技大学 2016
[8]微透镜阵列系统匀化特性的分析和实验研究[D]. 王泽雄.华中科技大学 2016
[9]光束整形及其在飞秒激光微加工领域的应用研究[D]. 李睿.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2015
[10]基于微透镜阵列器件的成像技术研究[D]. 史柴源.苏州大学 2015
本文编号：3614457
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
温度传感器校准系统框图
要对激光热源进行整形[22]。激光均匀都需要功率分布均匀的激光。比如，光器的整形方法常见的有以下几类：原理简单容易实现，如图 1.2 所示，，只透过中心一小部分激光，在这部简单，易于实现。但是缺点是能量利严重，不适合产生较高的温度阶跃信
中北大学学位论文面透镜法透镜法是利用一对非球面透镜对激光进行均匀化，该方法有两种勒型，它是由两片不同的平凸非球面镜组成，系统结构图如图略型，是由一片平凹非球面透镜和一片平凸非球面镜组成，其系。从图中可以看出开普勒非球面整形系统中间会有聚焦点，当输被击穿从而产生等离子体。因此开普勒型非球面透镜匀化系统只光整形，而伽利略型整形系统可以整形更大功率的激光。该方法，光能损失小，能量利用率较高。缺点是对激光分布比较敏感，要设计不同参数的透镜组，高精度的非球面透镜加工成本非常高
【参考文献】：
期刊论文
[1]温度传感器校准中激光光束均匀化研究[J]. 程航,张志杰,李岩峰. 激光杂志. 2017(07)
[2]高精度整形激光脉冲产生技术研究[J]. 宗兆玉,许党朋,田小程,张锐,周丹丹,范孟秋,朱娜,谢亮华,李宏勋. 中国激光. 2017(01)
[3]用于发散激光光束整形的自由曲面透镜设计[J]. 彭亚蒙,苏宙平. 光学学报. 2016(05)
[4]温度传感器动态校准系统中光学聚焦系统设计[J]. 李岩峰,张志杰,郝晓剑. 激光与光电子学进展. 2016(03)
[5]反射式可调激光衰减器的研究[J]. 薛战理,俞兵,吴沛,韩占锁,秦艳,陈娟,李宏光. 应用光学. 2015(03)
[6]基于微透镜阵列的半导体激光器堆栈匀化系统[J]. 雷呈强,汪岳峰,殷智勇,尹韶云,孙秀辉. 中国激光. 2015(05)
[7]激光光斑整形算法[J]. 王锋,罗建军,李明,邓玥. 红外与激光工程. 2014(12)
[8]衍射微透镜阵列用于面阵半导体激光光束匀化[J]. 刘志辉,杨欢,石振东,李国俊,方亮,周崇喜. 中国激光. 2014(01)
[9]基于液晶空间光调制器的激光束整形[J]. 于晓晨,胡家升,王连宝. 光学学报. 2012(05)
[10]大功率半导体激光光源光束整形技术研究[J]. 彭航宇,顾媛媛,单肖楠,刘云,郝明明,朱洪波,尹红贺,田振华,秦莉,宁永强,王立军. 中国激光. 2011(02)
博士论文
[1]空中目标靶上强激光光斑参数测量技术[D]. 冯国斌.西安电子科技大学 2014
[2]高斯光束整形技术研究[D]. 高瑀含.长春理工大学 2012
[3]大功率半导体激光光束整形及合束研究[D]. 彭航宇.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
[4]大功率半导体激光器光束特性及应用的若干问题[D]. 曹长庆.西安电子科技大学 2010
[5]瞬态表面高温测量与动态校准技术研究[D]. 郝晓剑.中北大学 2005
硕士论文
[1]方形孔径平面微透镜阵列的成像特性及应用研究[D]. 杨晓铭.西南大学 2017
[2]自由曲面光学系统在激光光束整形中的应用[D]. 彭亚蒙.江南大学 2017
[3]某型温度传感器校准研究[D]. 肖红军.大连理工大学 2016
[4]基于光斑模拟方法的准分子激光均束系统设计及小光斑变换光学系统的研究[D]. 阳隽婷.北京工业大学 2016
[5]基于波动光学的光场成像与光场重建的理论研究[D]. 史仪.哈尔滨工业大学 2016
[6]基于微透镜阵列的光场光谱显微成像系统研究[D]. 夏银香.苏州大学 2016
[7]石墨烯基液晶微透镜阵列的制作与成像探测研究[D]. 胡伟.华中科技大学 2016
[8]微透镜阵列系统匀化特性的分析和实验研究[D]. 王泽雄.华中科技大学 2016
[9]光束整形及其在飞秒激光微加工领域的应用研究[D]. 李睿.中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所) 2015
[10]基于微透镜阵列器件的成像技术研究[D]. 史柴源.苏州大学 2015
本文编号：3614457
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