消除中心遮拦的激光扩束器研究

发布时间：2017-11-02 11:22

  本文关键词：消除中心遮拦的激光扩束器研究

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【摘要】：卡塞格林扩束器由于其结构紧凑,扩束倍率大,无实焦点的优点被广泛应用在大功率、大口径激光发射系统中,但系统存在的中心遮拦现象,使得高斯光束在扩束过程中有40%左右的能量损失。本文基于高功率、大口径CO2激光发射系统的科研项目提出研制一种复合式卡塞格林新型扩束器,消除原有卡塞格林系统中心遮拦。依据卡塞格林扩束器的原理,结合伽利略折射式扩束器的特点,设计一种发射口径为550mm的复合式激光扩束器,即采用反射式扩束器和折射式扩束器结合的方式,在原有卡塞格林扩束器次镜中心开通孔,使原有卡塞格林扩束器使中心被遮拦激光透过,透过的细光束再经伽利略式透射扩束器,对其进行扩束,最终中心光束和圆环光束共轴发射。针对设计的新型复合扩束器开展激光透过率试验和远场光斑能量分布测定试验,试验结果表明,对于波长10.6μm激光,透过率大于95.21%,比传统卡塞格林扩束器提高22.13%。达到激光发射系统对激光高效率发射的要求。对激光发射系统远距离作用能力的提升具有重要意义。通过对新型扩束器的设计和试验验证,该扩束器在保持卡塞格林系统原有特点的情况下,消除中心遮拦,对目前和今后强激光发射系统的研究及其发展提供重要的参考和帮助。
【关键词】：扩束器 卡塞格林 中心遮拦
【学位授予单位】：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH74
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-25
• 1.1 引言9-12
• 1.2 激光发射系统的发展现状12
• 1.3 激光扩束系统12-17
• 1.4 中心遮拦问题17-19
• 1.5 国内外研究现状19-22
• 1.6 研究课题的提出和意义22-23
• 1.7 本章小结23-25
• 第2章 原理和方法25-37
• 2.1 高斯光束25-27
• 2.2 光学系统对高斯光束的变换27-32
• 2.3 基模高斯光束经过卡式扩束系统的物像关系32-34
• 2.4 TEACO2激光发射系统34-36
• 2.5 本章小结36-37
• 第3章 复合式扩束器的设计37-71
• 3.1 设计背景37-40
• 3.2 设计方案40-41
• 3.3 次镜部分的设计41-49
• 3.4 伽利略扩束器设计49-69
• 3.5 本章小结69-71
• 第4章 近场发射效率试验71-77
• 4.1 试验目的71
• 4.2 试验原理71-72
• 4.3 试验设计72-73
• 4.4 试验结果73-75
• 4.5 误差分析75
• 4.6 试验结论75-77
• 第5章 远场光斑能量分布及发散角测定试验77-87
• 5.1 试验目的77
• 5.2 试验原理77-78
• 5.3 试验设计78-80
• 5.4 试验结果80-86
• 5.5 试验结论86-87
• 第6章 总结与展望87-89
• 6.1 全文总结87-88
• 6.2 工作展望88-89
• 参考文献89-93
• 在学期间学术成果情况93-95
• 指导老师及作者简介95-97
• 致谢97-98

【参考文献】

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本文编号：1131355