用于发散激光光束整形的自由曲面透镜设计

发布时间：2017-09-07 22:44

  本文关键词：用于发散激光光束整形的自由曲面透镜设计

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【摘要】：提出了一种激光光束整形自由曲面透镜的设计方法,这种方法可以对有一定发散角的激光光束进行整形。设计分为两个过程:1)设计初始结构,以准直激光光束作为输入光束,采用能量网格划分法,设计自由曲面整形透镜,将设计好的透镜作为下一步设计的初始结构;2)逆向反馈优化法,以带有一定发散角的光束作为输入光束,用上一步获得的透镜作为初始结构,采用逆向反馈优化的方法作进一步优化设计。应用这种方法,以束腰为10mm,发散半角为2.5°的发散激光光束为例,将其整形为40mm×40mm的方形光束,辐射照度均匀度达到了90.4%。最后,对设计的透镜进行了加工误差分析和安装误差分析。分析结果表明:透镜表面面形误差在±5μm范围内对目标平面辐射照度的均匀度几乎没有影响;透镜安装时,纵向位移误差dz对目标平面辐射照度的均匀度影响较小,横向误差dx、倾斜角误差dφ对辐射照度均匀度影响较大。
【作者单位】： 江南大学理学院江苏省轻工光电工程技术研究中心;
【关键词】： 光学设计 激光光束整形 自由曲面 发散激光光束 逆向反馈优化 辐射照度均匀性
【基金】：国家自然科学基金(60908041) 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室开放课题(2012ADL03)
【分类号】：TH74
【正文快照】： 1引言激光因其相干性、单色性、方向性好及亮度高等诸多优点已被广泛应用于光刻、材料加工以及生物医学等领域[1-2]。在激光光束应用过程中,由于其能量呈现高斯分布,如若直接应用,将导致局部温度过高而损坏材料[3]。因此,需对激光光束进行整形,将其转化为能量均匀分布的光束[4

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本文编号：810325