非球面变焦扩束系统的设计

文章讨论了如何将二次旋转非球面透镜引入变焦扩束系统设计中,并给出了一个采用非球面透镜的变焦扩束系统的设计方案和参数。这个扩束系统的扩束比可在2．3－18之间连续改变,最大角差小于03mard。与采用球面透镜的扩束系统相比,非球面透镜的采用不仅可以简化系统的结构,而且可以取得更大的变焦范围,并使输出光束的质量有较大提高。     

单个非球面扩束透镜的设计

为设计单个非球面扩束(缩束)透镜,由光线折射定律矢量形式和对非球面折射特性的理论分析,提出了一种设计单个非球面扩束(缩束)透镜的新方法全面学习策略的粒子群算法,并用此方法设计出了线度小于170 mm缩束14.16倍的单个非球面缩束透镜,用光线追迹方法模拟了缩束或扩束过程。模拟结果表明,单个非球面透镜可以起到缩束或者扩束作用,全面学习策略的粒子群算法可用于非球面缩束透镜的设计。单个非球面透镜作为扩束镜使扩束系统结构大大简化,大大提高了出射光斑的均匀性。     

单个椭球面扩束透镜的设计研究

为了设计单个椭球面缩束(扩束)透镜,采用全面学习策略的粒子群算法作为设计方法,依据光线折射定律矢量形式所表征的椭球面折射特性进行了理论分析,得到了用全面学习策略的粒子群优化算法设计单个椭球面缩束(扩束)透镜的适应度数据公式,设计出了线度小于170mm缩束14.16倍的单个椭球面缩束透镜,并用光线追迹方法模拟了缩束或扩束过程。结果表明,单个椭球面透镜可以起到缩束或者扩束作用,全面学习策略的粒子群算法可用于椭球面缩束透镜的设计。这一结果对于简化扩(缩)束系统结构、设计出适应于不同要求的单个扩(缩)束透镜是有帮助的。     

基于液晶空间光调制器的变倍率激光扩束技术研究

由于激光器发出的光束通常在毫米量级,然而在激光测距、激光通信、激光全息等领域中需要较宽的光束,因此需要对激光束进行准直扩束。本文提供了一种基于LC-SLM的变倍率激光扩束方法,利用LC-SLM产生透镜的波阵面。由计算机数值模拟出焦距不同的变焦透镜相位调制图,将其加载到LC-SLM上,利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。根据伽利略望远镜形式的扩束系统,本文利用LC-SLM的变焦透镜功能与匹配透镜配合,搭建了基于LC-SLM的变倍率激光扩束系统,实现对激光束的变倍扩束。实验结果表明,该系统实现了2~×~10~×连续变倍率激光扩束。系统结构简单、精度高、响应速度快,具有很大的实用价值。     

激光跟踪瞄准系统的扩束系统设计

根据远距离激光跟踪瞄准系统对出射激光束的准直要求,设计了一个倍率18的激光扩束系统,系统地介绍了设计方法.按照高斯光束的透镜变换理论,计算了该扩束系统的正确离焦量,分析了系统的焦点偏移量对出射光束束腰位置和束腰半径的影响,指出扩束效率对焦点偏移量非常敏感,预测了精密调焦机构要注意的问题.     

激光多普勒差动检波系统研究

为了满足地震勘探高精度、高分辨力的需要,进一步研究了多普勒测量技术和弱信号检测技术.设计了一种差动检波系统,采用相位光栅获得同光强、大夹角的测量光束,用扩束准直透镜组使两束高斯光束的束腰聚焦在被测物体上,得到最小光斑和平面波的叠加.使用大口径透镜收集散射光得到高信噪比的多普勒信号.其测量频率范围为0.3～1000 Hz,测量振幅范围为1.5～5 mm,频率和振幅的测量精度分别为1%和0.4%.     

激光远场聚焦特性实验研究

为使发射光束以会聚形式传播,进行了室外450 m和300 m激光聚焦实验.将扩束准直后的光束通过伽利略望远系统,采用精密位移台调整负透镜与正透镜间距,实现不同距离的光斑聚焦.然后用功率计测量450 m焦点处的功率均值为47.67 mW,标准偏差0.67 mW.并利用光束质量分析仪测量聚焦光斑的能量分布.进而采用Matl...     

一种精密的激光测长技术

本文介绍一种以柱面光束为发射光的后向双散射光路,采用雪崩管为接收器,配以自动扫描及脱落保护的宽频频率跟踪器为信号处理电路的测长技术。结构及工作原理1.光路结构整体光路采用后向接收方案(图1)。单模偏振He-Ne激光器1发出的光经透镜组2准直扩束,柱面镜3,把扩束激光聚焦成一细线光束,偏振分束器4将光分成两束,经直角棱镜5反射,两束光于柱面镜的焦点处相交,散射光被透镜6收集,经干涉滤光片7到达接受器雪崩管8,由雪崩管输出的电信号通过频率跟踪器送入计算机进行处理。     

平顶高斯光束通过扩束系统的传输特性研究

为了研究平顶高斯光束通过扩束系统的传输特性,从柯林斯衍射积分公式出发,推导出场强分布的解析式.以伽利略式和开普勒式这两种常见的扩束系统为例,对平顶高斯光束扩束后在接收面的光强分布进行数值计算及分析.结果表明,平顶高斯光束通过同等倍数但不同形式的扩束系统的传输特性不同,且对于不同焦距的扩束系统,其传输特性也有比较明显的差...     

以半导体激光器为光源的记录光学系统设计

记录光学系统由作为光源的单模半导体激光器,准直物镜、柱面扩束物镜、旋转多面体,FQ透镜以及光敏介质所组成。在不修正半导体激光器象散值△s时,准直物镜的焦点基本上位于半导体激光器结平面的垂直平面光束原始发散点位置上;柱面扩束物镜仅在结平面的平行平面上具有光焦度,其倍率Γ应满足关系式 光敏介质应位于FQ透镜后焦点附近。     

激光水下成像发射光学系统的研究

水下远距离激光主动成像系统对扩束发射光学系统的扩束能力及其对距离的适应性提出了较高的要求。为了在不同的成像距离处都获得适当大小的光斑,论文对激光水下成像发射光学系统进行了研究,设计了一种变倍的发射光学系统,研究了激光光束通过该发射光学系统的变换规律,推导了目标距离与变倍光学系统动镜组的位置调整量的数学关系,提出了激光水下成像变倍发射光学系统的控制方案。     

新型反射式扩束系统结构设计

针对激光系统,研究了一种新型激光扩束系统,新型扩束系统采用离轴反射式光学系统.扩束设备精度和稳定性要求高,通过材料的选择、光机结构设计、刚性设计和仿真分析计算,保证系统精度不超过0.02 mm.扩束设备需要多轴调试,设计多自由度调节机构,可以实现三个轴的旋转和三个轴的平移.结果 表明,系统结构设计合理,满足指标要求.     

激光打标机聚焦性能的优化设计

一般动态聚焦打标机在聚焦镜前加一套准直扩束系统,随扫描振镜的转动,同步调整准直扩束系统的位置,使激光束始终聚焦在打标平面上。但对更大幅面,聚焦效果不够理想,边缘部分比较模糊。为了适应更大幅面的打标,在原准直扩束系统的基础上,设计了动态准直扩束系统,通过优化设计准直扩束系统的运动轨迹,进一步提高了聚焦性能。经优化后的聚焦指标性能提高了20%,实现了小光斑、大范围的激光打标。同时利用多项式对扩束镜的轨迹进行拟合,提高打标速度,并利用分段线性插值查找表的方法对边缘部分的枕形失真进行校正。经装机测试,该系统打标效果好,能满足使用要求。     

激光扩束望远镜的光学设计

介绍激光扩束原理,阐述望远镜系统扩展高斯光束的规律。通过分析不同激光扩束望远镜系统的特性,选用卡塞格林系统来实现强脉冲激光发射系统的设计要求,设计结果不仅满足准直性要求,并且在目标距离处的光斑大小具有一定的可调节性。     

激光扩束系统衍射现象数值计算

本文在标量衍射理论的基础上 ,应用柯林斯公式数值计算了高斯光束经过通光口径较小的扩束光学系统后的光强分布 ,结果表明出射激光光束的束散角虽然可以压缩 ,但往往不是高斯光束 ,而是具有亮暗相间的多个环状光束。本文的分析对于激光扩束光学系统及其它光学系统的设计具有一定的参考价值     

一种共光路自动对准系统

强激光发射装置和光电跟踪系统中,光学器件多,光路复杂,光学机械零件位置的相对移动会使光轴平行度偏离,为此提出一种共光路自动对准系统.基于对准原理,利用激光发射光路,建立上、下行基准光束,使之分别与系统轴系、出射激光平行,并且通过自准直CCD测角仪测出上、下行光路的角偏差值,控制信号驱动快速控制反射镜,使快速控制反射镜两轴转动到角偏差为零值,实现发射激光与一级扩束系统对准及一级扩束系统与跟瞄系统之间的精密自动对准.实验结果表明,对准后的光轴平行度为5.21",快速控制反射镜的闭环精度不大于5".     

不同约束下激光推进流场波系结构实验研究

利用透镜聚焦CO2激光击穿空气,在有效解决实验系统时序问题的基础上,借助高速阴影系统研究了3种不同约束构形下激光推进的流场波系结构,获得了波系演化的时序照片,并初步分析了等离子体点火特性和激光支持吸收波(之后退化为激波)的传播速度.结果表明:无约束下流场约呈椭圆形扩散衰减,平面靶和15°扩张靶约束下发生明显的激波反射和边界绕射现象,3种约束中心均出现缓慢变化的低密度高压气团;3种约束下激光支持的爆轰波退化为激波时速度急剧下降,之后激波速度变化平缓,约70～80μs降至声速.     

Research on laser simulator for an optoelectronic confrontation HWIL test system

A laser simulator is proposed which is based on a hardware-in-loop (HWIL) simulation test system. As an important device in the simulation test system, it is used to simulate the laser energy and the divergence angle. The laser simulator simulates the attenuation process of laser energy by the continuous rotation of Glan prisms and the changing of laser spot size through the continuous motion of the laser beam expanding telescope on the straight platform. The dynamic attenuation velocity of the laser simulator is up to 4 dB/s, and the divergence angle adjustment velocity is up to 3 mrad/s. The method is feasible for the simulation test.     

用于平板显示LTPS制备的ELA光束整形系统

介绍了多晶硅薄膜较非晶硅薄膜在平板显示领域的优势以及准分子激光晶化制备多晶硅膜的结晶过程。介绍了透镜阵列实现匀光的原理。阐述了典型的准分子激光退火线型光束整形系统的扩束、匀光、投影等结构。并介绍了连续横向固化技术在准分子激光制备低温多晶硅领域的应用。讨论了准分子激光退火光学系统的发展现状,指出了其在平板显示行业的重要意义。