相位型软边光阑的设计与工艺研究
发布时间：2021-04-02 23:49
ICF（惯性约束聚变）是目前解决能源问题较有前景的一种方法,它以激光为驱动源,将激光传输放大,对激光光束的质量要求十分严格。传输过程中的菲涅尔衍射调制产生的强度扰动会导致在放大系统中小尺度自聚焦现象的发生,降低系统的通量,破坏系统元件。目前使用软边光阑解决小尺度自聚焦的方法能有效地减少上述问题,降低系统造价。本文以对衍射调制进行抑制为前提,提出了使用遗传算法（GA）对相位型软边光阑进行设计。围绕软边光阑结构选择的方法、评价函数的选择、设计过程中影响光阑性能的参数、光阑的工艺方法开展了系列研究工作。主要研究内容如下:1.介绍了软边光阑的研究背景和目前国内外对光束质量进行控制的有关元件的研究现状,并对光阑设计和仿真过程中的标量衍射理论、误差扩散法、双相位编码原理、遗传算法、LCOS空间光调制器结构参数和相位调制原理进行了阐述和分析。2.讨论了不同软边因子和不同菲涅尔数下填充因子的变化,为相位型软边光阑参数（主要是超高斯阶数）的选择提供了选择依据,为程序的编写提供了理论模型。3.针对误差扩散法和双相位编码设计的软边光阑的单位置面优化的缺点,提出了使用遗传算法以均方根误差函数作为评价函数同时对...
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２超高斯阶数１０的分布??以下对上述１０阶超高斯复振幅透射率的软边光阑和相同口径的硬边光阑进行对??
相位型软边光阑的设计与工艺研宄?第一章绪论??软边光阐??１．５?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｉ?Ｉ?ｉ?！?ｉ?ｉ??０．５?－?－??Ｑ??；?；?Ｉ?Ｉ?；?！?ｉｌｌ?Ｉ??０?２００?４００?６００?８００?１０００?１２００?１４００?１６００?１８００?２０００??ｐｉｘｅｌ??图１．２超高斯阶数１０的分布??以下对上述１０阶超高斯复振幅透射率的软边光阑和相同口径的硬边光阑进行对??ｔ匕。两种光阑的复振幅透射率分布如图１．３所示，软边与硬边的区别在于边缘区域透??射率的变化，硬边光阑的边缘透射率是直接由１骤降为０，软边则是缓慢变化。??两种光阑透射率??１．２?｜?１?■??——￣｜???软边光阑??硬边光阑Ｉ??０８?ｆ?１??—０．６?－?－??０．４?－??０．２?？?－??〇１??１????０?５００?１０００?１５００?２０００??ｐｉｘｅｌ??图１．３软边、硬边区别??平行光通过两种光阑都会发生衍射现象，各自传输ｌｍ的光强分布图如下图１．４??所示，可以观察到，软边光阑明显有较小的强度扰动，这就说明了软边光阑抑制光强??扰动的可行性。??３??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]高功率激光装置光束精密调控性能研究进展[J]. 郑万国,李平,张锐,张颖,邓学伟,许党朋,黄小霞,王芳,赵军普,韩伟. 强激光与粒子束. 2020(01)
[2]Progress of the injection laser system of SG-Ⅱ[J]. Wei Fan,Youen Jiang,Jiangfeng Wang,Xiaochao Wang,Dajie Huang,Xinghua Lu,Hui Wei,Guoyang Li,Xue Pan,Zhi Qiao,Chao Wang,He Cheng,Peng Zhang,Wenfa Huang,Zhuli Xiao,Shengjia Zhang,Xuechun Li,Jianqiang Zhu,Zunqi Lin. High Power Laser Science and Engineering. 2018(02)
[3]微光刻与微加工技术工艺流程研究[J]. 郭党委,冯娟娟,席力. 实验室研究与探索. 2015(12)
[4]光刻与微纳制造技术的研究现状及展望[J]. 周辉,杨海峰. 微纳电子技术. 2012(09)
[5]半径随机的圆孔波纹锯齿光阑的衍射特性[J]. 王金国,朱占达,孙哲,惠勇凌,雷訇,李强. 强激光与粒子束. 2012(08)
[6]高功率激光系统中的小尺度自聚焦研究[J]. 陈宝算,张军勇,张艳丽,刘德安,朱健强. 激光与光电子学进展. 2012(01)
[7]高功率固体激光系统空间滤波小孔尺寸设计[J]. 张鑫,刘红婕,赵军普,袁强,代万俊,周维,胡东霞,蒋学君. 激光与光电子学进展. 2010(11)
[8]基于液晶空间光调制器的激光束近场整形[J]. 马浩统,周朴,王小林,马阎星,汪晓波,许晓军,刘泽金. 光学学报. 2010(07)
[9]数字半色调技术中的误差扩散算法的研究[J]. 张寒冰,袁昕. 计算机应用. 2010(04)
[10]High quality beam shaping by square soft-edge diaphragm combined with liquid crystal spatial light modulator[J]. 麻云凤,樊仲维,邱基斯,冯承勇,赵天卓,林蔚然. Chinese Optics Letters. 2010(02)
博士论文
[1]基于空间光调制器的动态全息三维显示技术研究[D]. 苏衍峰.苏州大学 2019
硕士论文
[1]射频离子源的去除特性研究[D]. 党小刚.西安工业大学 2019
[2]带有权重偏好的进化多目标算法[D]. 江珊.广东工业大学 2015
[3]光学投影式光刻系统中套刻对准方法研究[D]. 刘新.广东工业大学 2015
[4]软边光阑在高功率固体激光器中应用的工程化研究[D]. 刘天宇.南京理工大学 2014
[5]离子束抛光去除特性研究[D]. 段沽坪.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2013
[6]紫外厚胶深光刻技术研究[D]. 王瑛.长春理工大学 2010
[7]ICF固体驱动器中的小尺度自聚焦效应研究[D]. 林晓东.四川大学 2002
[8]数字半色调技术中误差传递方法的研究[D]. 戴勇.西安理工大学 2001
本文编号：3116191
【文章来源】：苏州大学江苏省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２超高斯阶数１０的分布??以下对上述１０阶超高斯复振幅透射率的软边光阑和相同口径的硬边光阑进行对??
相位型软边光阑的设计与工艺研宄?第一章绪论??软边光阐??１．５?Ｉ?Ｉ?Ｉ?ｉ?Ｉ?ｉ?！?ｉ?ｉ??０．５?－?－??Ｑ??；?；?Ｉ?Ｉ?；?！?ｉｌｌ?Ｉ??０?２００?４００?６００?８００?１０００?１２００?１４００?１６００?１８００?２０００??ｐｉｘｅｌ??图１．２超高斯阶数１０的分布??以下对上述１０阶超高斯复振幅透射率的软边光阑和相同口径的硬边光阑进行对??ｔ匕。两种光阑的复振幅透射率分布如图１．３所示，软边与硬边的区别在于边缘区域透??射率的变化，硬边光阑的边缘透射率是直接由１骤降为０，软边则是缓慢变化。??两种光阑透射率??１．２?｜?１?■??——￣｜???软边光阑??硬边光阑Ｉ??０８?ｆ?１??—０．６?－?－??０．４?－??０．２?？?－??〇１??１????０?５００?１０００?１５００?２０００??ｐｉｘｅｌ??图１．３软边、硬边区别??平行光通过两种光阑都会发生衍射现象，各自传输ｌｍ的光强分布图如下图１．４??所示，可以观察到，软边光阑明显有较小的强度扰动，这就说明了软边光阑抑制光强??扰动的可行性。??３??
第一章绪论?相位型软边光阑的设计与工艺研究??传输１ｍ??１５?ｉ?ｉ?Ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ?ｉ??—硬边光阑Ｉ??１?ＩｌｌｌｌｌｔｏＭＭｕｉｙｌｌｌｉｌｌｉ??ｌ??．??一?Ｊ?Ｉ?！?！?Ｉ?ｌ???！????０?２００?４００?６００?８００?１０００?１２００?１４００?１６００?１８００?２０００??ｐｉｘｅｌ??图１．４平行光通过软边、硬边传输１米的光强分布区别??超高斯阶数对透射率分布的影响如图１．５，超高斯阶数越高，越趋向于平顶分布。??透射率的分布又与软边光阑整形后光强的分布有关。??：Ｗ?，??〇?—??????????—??－５４－３?－２?－１?０?１?２?３?４?５??Ｘ??图１．５?１－１０阶数超高斯分布??为了评价光束质量，一般引入以下参数［１１］：??填細子?＝?（１－６）??４??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高功率激光装置光束精密调控性能研究进展[J]. 郑万国,李平,张锐,张颖,邓学伟,许党朋,黄小霞,王芳,赵军普,韩伟. 强激光与粒子束. 2020(01)
[2]Progress of the injection laser system of SG-Ⅱ[J]. Wei Fan,Youen Jiang,Jiangfeng Wang,Xiaochao Wang,Dajie Huang,Xinghua Lu,Hui Wei,Guoyang Li,Xue Pan,Zhi Qiao,Chao Wang,He Cheng,Peng Zhang,Wenfa Huang,Zhuli Xiao,Shengjia Zhang,Xuechun Li,Jianqiang Zhu,Zunqi Lin. High Power Laser Science and Engineering. 2018(02)
[3]微光刻与微加工技术工艺流程研究[J]. 郭党委,冯娟娟,席力. 实验室研究与探索. 2015(12)
[4]光刻与微纳制造技术的研究现状及展望[J]. 周辉,杨海峰. 微纳电子技术. 2012(09)
[5]半径随机的圆孔波纹锯齿光阑的衍射特性[J]. 王金国,朱占达,孙哲,惠勇凌,雷訇,李强. 强激光与粒子束. 2012(08)
[6]高功率激光系统中的小尺度自聚焦研究[J]. 陈宝算,张军勇,张艳丽,刘德安,朱健强. 激光与光电子学进展. 2012(01)
[7]高功率固体激光系统空间滤波小孔尺寸设计[J]. 张鑫,刘红婕,赵军普,袁强,代万俊,周维,胡东霞,蒋学君. 激光与光电子学进展. 2010(11)
[8]基于液晶空间光调制器的激光束近场整形[J]. 马浩统,周朴,王小林,马阎星,汪晓波,许晓军,刘泽金. 光学学报. 2010(07)
[9]数字半色调技术中的误差扩散算法的研究[J]. 张寒冰,袁昕. 计算机应用. 2010(04)
[10]High quality beam shaping by square soft-edge diaphragm combined with liquid crystal spatial light modulator[J]. 麻云凤,樊仲维,邱基斯,冯承勇,赵天卓,林蔚然. Chinese Optics Letters. 2010(02)
博士论文
[1]基于空间光调制器的动态全息三维显示技术研究[D]. 苏衍峰.苏州大学 2019
硕士论文
[1]射频离子源的去除特性研究[D]. 党小刚.西安工业大学 2019
[2]带有权重偏好的进化多目标算法[D]. 江珊.广东工业大学 2015
[3]光学投影式光刻系统中套刻对准方法研究[D]. 刘新.广东工业大学 2015
[4]软边光阑在高功率固体激光器中应用的工程化研究[D]. 刘天宇.南京理工大学 2014
[5]离子束抛光去除特性研究[D]. 段沽坪.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2013
[6]紫外厚胶深光刻技术研究[D]. 王瑛.长春理工大学 2010
[7]ICF固体驱动器中的小尺度自聚焦效应研究[D]. 林晓东.四川大学 2002
[8]数字半色调技术中误差传递方法的研究[D]. 戴勇.西安理工大学 2001
本文编号：3116191
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