發(fā)布時(shí)間：2017-11-26 19:13

  本文關(guān)鍵詞：熔石英修復(fù)形貌對(duì)三倍頻激光傳輸過(guò)程相位調(diào)制的影響

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【摘要】：熔石英光學(xué)元件廣泛應(yīng)用于各類(lèi)光學(xué)系統(tǒng),在高功率固體激光裝置中其表面損傷問(wèn)題尤為突出,熔石英元件一旦損傷將導(dǎo)致?lián)p傷閾值降低并導(dǎo)致下游元件損傷,因此工程上采用CO_2激光對(duì)表面損傷進(jìn)行修復(fù),但修復(fù)形貌將對(duì)激光傳輸和調(diào)制帶來(lái)影響,如何優(yōu)化修復(fù)形貌和下游元件擺放位置至關(guān)重要。本論文針對(duì)兩種常用的CO_2激光修復(fù)技術(shù)產(chǎn)生的大尺寸修復(fù)形貌,即非蒸發(fā)式修復(fù)產(chǎn)生的高斯型修復(fù)坑和蒸發(fā)式修復(fù)產(chǎn)生的圓錐型修復(fù)坑,通過(guò)數(shù)值模擬研究修復(fù)形貌對(duì)激光調(diào)制的影響規(guī)律,為修復(fù)工藝提供參考。具體內(nèi)容如下:1.基于標(biāo)量衍射理論,結(jié)合MATLAB數(shù)學(xué)計(jì)算軟件,將高斯型和圓錐型修復(fù)形貌抽象為相應(yīng)數(shù)學(xué)模型,利用菲涅爾衍射積分公式,將數(shù)學(xué)模型與衍射物理過(guò)程整合,從而實(shí)現(xiàn)MATLAB仿真計(jì)算程序化,開(kāi)展不同修復(fù)形貌對(duì)三倍頻激光傳輸相位調(diào)制過(guò)程的模擬研究。2.針對(duì)高斯型修復(fù)形貌,分別計(jì)算了修復(fù)坑縱向深度、橫向半徑以及下游元件擺放位置與調(diào)制度(畸變衍射光強(qiáng))之間的關(guān)系,結(jié)果表明,隨修復(fù)坑深度增加,調(diào)制度分布呈“鋸齒狀”波動(dòng),分別在不同位置出現(xiàn)極大值;當(dāng)修復(fù)坑半徑小于300μm時(shí)對(duì)調(diào)制度影響不大,半徑大于300μm之后調(diào)制度快速增加;對(duì)于不同尺寸修復(fù)坑和深寬比固定的修復(fù)坑,衍射光強(qiáng)最大值均出現(xiàn)在修復(fù)元件下游2cm處,當(dāng)修復(fù)坑半徑為450μm時(shí),調(diào)制度可達(dá)4.7。計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。因此,工程上可通過(guò)實(shí)際修復(fù)形貌和尺寸預(yù)測(cè)激光調(diào)制度隨距離的變化關(guān)系,選擇合適的位置擺放下游元件。3.針對(duì)圓錐型修復(fù)形貌,研究方法與高斯型類(lèi)似。分別計(jì)算了修復(fù)坑縱向深度、橫向半徑以及下游元件擺放位置與調(diào)制度之間的關(guān)系。結(jié)果表明,修復(fù)坑深度和寬度對(duì)調(diào)制度峰值均有影響,窄而深的修復(fù)坑強(qiáng)制度較大,寬而淺的修復(fù)坑調(diào)制度較小;半徑為450-650μm的修復(fù)坑調(diào)制度較強(qiáng);與高斯型修復(fù)形貌相比,圓錐形修復(fù)形貌產(chǎn)生的調(diào)制度峰值更靠近修復(fù)元件,并且隨距離增大,調(diào)制度較小、波動(dòng)不大。計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。本論文利用MATLAB仿真模擬熔石英修復(fù)形貌對(duì)入射光場(chǎng)調(diào)制過(guò)程,研究結(jié)果表明,蒸發(fā)式修復(fù)形貌更有利于改善激光傳輸相位畸變,計(jì)算結(jié)果可為熔石英元件的CO_2激光修復(fù)工藝改進(jìn)和激光裝置中下游光學(xué)元件的擺放位置提供參考。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN24
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本文編號(hào)：1230843