利用畸变透镜获得精细加工激光束

为了获得激光精细加工需要的能量集中且均匀分布的平顶聚焦激光束,利用衍射理论研究了畸变透镜对高斯光束衍射变换的作用,导出了解析计算式,进而获知畸变透镜如何对激光束平顶化聚焦的原理。用Matlab软件进行计算模拟,讨论了畸变透镜对高斯光束平顶化聚焦的情形和影响因素。表明利用畸变透镜对高斯光束平顶化聚焦是可行的。用这种方法获得的平顶化聚焦激光束可用于激光精细加工、微光机电系统和医学治疗等领域发挥重要作用。     

基于双线性插值的鱼眼镜头校正算法

文章通过对基于双线性插值算法的鱼眼镜头校正算法进行分析。从鱼眼镜头成像的基本原理以及成像的光学性特点进行分析,在此基础上对鱼眼镜头成像畸变原来与校正流程进行归纳总结,从常见的图像插值算法进行分析图像校正的过程,并运用三种方法即最近点插值法、双线性插值、双三次插值三种方法进行对比分析,最后根据双线性插值算法的最优性,校正后图像有明显的改善,图像更加清晰。     

激光束经透镜系统的聚焦及衍射的影响

分析和讨论了基模高斯激光束经适镜系统的聚焦及衍射的影响问题,给出了在光学系统设计中有实用价值的结论。     

鱼眼镜头图像畸变的校正方法

提出了一种校正鱼眼镜头图像畸变的新方法。通过追迹光学系统的主光线,获得它在投影平面上的径向位置与它在像平面上位置之间的关系曲线;然后用傅立叶级数拟合该关系曲线;并求出该级数的逆函数,结果就可以根据畸变图像复原没有畸变的图像。用该方法数值模拟两个鱼眼镜头系统的图像畸变校正;并用其中一个鱼眼镜头（尼康16 mm/F2.8）拍摄的两张图像进行了畸变校正实验。结果表明,当设置投影平面和物平面重合时,恢复的图像相对于物体的残余径向高度误差非常小（小于0.25%）。实验证明了该方法是可行的。     

激光告警用红外鱼眼镜头的光学系统设计

介绍了获取超大空域物体热像信息的红外鱼眼镜头的光学系统设计,设计采用非制冷长波焦平面阵列探测器,视场为170°,像质得到了很好的矫正。     

用于激光祛斑的畸变镜头

平顶化激光束可以提高激光祛斑的功效,为此提出基于畸变镜头对高斯光束离焦下平顶化的激光祛斑技术方案,给出了其光学系统和技术要点及其畸变镜头的设计要求,参考相关文献经过合理推理给出了已扩束准直的高斯光束通过畸变镜头衍射变换得到的平顶化激光束,并进行了计算机模拟实验,表明这一激光祛斑的原理及其技术方法是可行的,对改善激光祛斑效果能够发挥重要作用。     

摄像机镜头的光学特性比较

在整个电视系统中,如果把摄像机比喻为眼睛的话,那么光学镜头就好比是眼睛的角膜和晶状体,它将现实景物成像到感光器件上。然而在实际的情况下,与电视摄像机相类似的照相机镜头和电影摄影机镜头之间除了焦距和像场范围设计不同外,在成像的特性上摄像机镜头更有它的特点。在如今从标清电视提升到高清电视的过程中,我们对于几款镜头从数方面给予测试和评价,希望给大家认识光学特性有一个抛砖引玉的作用。     

选区激光熔化中激光束的传输变换及聚焦特性

为了获得光束质量较好、光斑尺寸较小、功率密度较高的、适合于在选区激光熔化快速成型技术中应用的激光束,对应用于选区激光熔化快速成型技术中的高斯光束进行传输与变换。对其传输变换及聚焦特性进行了理论分析与实验验证,实验结果与理论分析的结果相符。取得了功率密度达106W/cm2以上的、光斑尺寸较小的、满足于在选取激光熔化技术中应用的光斑。将其应用于镍基合金(Ni25)和铜磷合金粉末的三维选区激光熔化快速成型。结果表明,这种传输变换及聚焦特性是可行有效的,得到了满足要求的光斑尺寸和功率密度。     

点聚焦透镜天线焦斑附近波长延长

利用简易装置搭建“测量线”系统,采用驻波法测量了点聚焦透镜天线焦斑附近轴线上不同位置处的波长λF,与自由空间中的波长λ0相比,找出λF随轴向距离变化而变化的关系,并对该变化进行定性分析。通过对2种点聚焦透镜天线的测量,发现焦斑附近的波长λF较之自由空间中的波长λ0有0~5%的延长,且延长量随离焦点距离的增大而减小。最后对测试系统的精确度和误差源进行了分析。     

Grating-coupled surface-emitting laser with a hyperbolic unstableresonator producing a stable focused output beam

A grating-coupled surface-emitting semiconductor laser has been integrated with a focusing diffractive beamforming element. A hyperbolic unstable resonator is used to introduce mode discrimination and suppress filamentation in a broad geometry, resulting in a 200-μm-wide coherent output. The light is focused 500 μm above the laser surface to a spot size of 5×7 μm. A remarkable beam stability is observed with very small spot size variation and beam-steering up to three times the threshold current under continuous operation     

非球面透镜组激光光束整形系统

在激光显示等领域常常需要光强均匀分布的激光光束,为此,深入分析了一种非球面透镜组激光光束整形系统的设计方法,该方法可以将入射光束为准直的单模高斯激光光束整形为光强均匀分布的准直平顶激光光束;给出了该非球面透镜组设计的基本过程,主要包括输出光束函数的选择、光线映射函数的确定和非球面参数的确定;最后选择光线映射函数具有解析解形式的匀化洛伦兹函数作为输出光束分布函数,分别确定了伽利略型和开普勒型的非球面透镜组激光光束整形系统的参数。     

LSI failure analysis using focused laser beam heating

Three new applications of a focused laser beam to VLSI interconnect diagnosis have been reported, in which interconnect heating by a laser beam and current change measurement are used. One is a void and Si nodule detection method that monitors current changes caused by resistance changes induced by the laser beam heating, through temperature dependence of resistance. Another is a current measurement method that monitors current changes caused by resistance changes induced by the laser beam heating, through temperature dependence of resistance. The last is a void and other types of anomalies detection method that monitors current changes caused by the laser beam heating through the thermoelectric effect. In this paper, we present new results on these three methods, and discuss the advantages and disadvantages of these methods over other methods.     

Scintillation reduction of a focused laser beam in a turbulent wind tunnel

Theoretical reduction in intensity fluctuations of a focused laser beam propagating through a randomly inhomogeneous medium was qualitatively examined in an experiment in which intensity fluctuations were observed near the focus of the optical system used. A wind tunnel was used to produce the randomly inhomogeneous medium.     

高斯光束通过光阑——透镜分离系统的焦移

本文根据Ｃｏｌｌｉｎｓ衍射积分公式分析了高斯光束通过光阑－－透镜分离系统后的焦移情况，得到在不同的分离状况下，其焦移可能反向或被消除，对它的两种极限情况也做了分析。     

A novel one step integration of edge-emitting laser diode withmicro-elliptical lens using focused ion beam direct deposition

An edge-emitting laser diode (LD) integrated with a microlens on its emitting surface for the purpose of collimating and fiber coupling is introduced in detail in this paper. A micro-elliptical lens is adopted for the integration in terms of divergence angle in both parallel and transverse directions. The lens with dimensions of 50 μm×30 μm×4 μm is microfabricated on the emitting surface of the laser diode with operating wavelength of 635 nm directly by focused ion beam (FIB) deposition function. The SiO₂ deposition is realized by programming of the FIB machine. It is shown by test results that the focused spot size in the parallel and transverse propagation directions are 7.9 and 9.1 μm (at site of 1/e²), respectively, and the coupling efficiency of the compact and miniaturized system can reach as high as 71%. Measured far-field angles (full angle) with the microlens in both parallel and transverse directions are 2.2° and 1.2°, respectively. Compared with the original divergence angles of 31° and 14° without the micro-elliptical lens, they were greatly reduced by this method     

宽光谱日夜两用鱼眼监控镜头的设计

设计了一款宽光谱日夜两用鱼眼监控镜头,使用近红外LED光源照明及IR-CUT双滤光片,近红外波长为850 nm,采用Zemax软件的多重配置结构设计,使用固定焦距,实现可见光和近红外光的共焦。对设计的光学系统结构和像差曲线进行分析,设计全视场角和相对孔径分别为175°和1/1.8,使用1/3 in CCD成像接收器件,全视场MTF值在空间频率100 lp/mm处达到0.3。     

不同空间分布光束通过聚焦光学系统传输特性的比较

基于柯林斯公式和ABCD传输矩阵理论，在相同激光功率和初始束宽下，研究了不同空间分布光束通过聚焦光学系统的传输特性，结果表明，入口处不同阶次的超高斯光束在距离光学系统焦点一半的位置（z=f/2)，光强分布的差别很大，轴上光强随着阶次的增加，先增加，然后减小至固定值；聚焦光学系统入口处超高斯光束的阶次越大，即光强分布越均匀，在光学系统的焦点位置（z=f)，光轴上激光强度越大，直至趋于固定值，但光强分布的差别不大。