本文選題：光學設計　切入點：光束整形　出處：《激光技術》2017年03期 　論文類型：期刊論文

【摘要】：為了使線陣半導體激光器光束能更好應用于激光遠程無線電力傳輸,設計了基于光楔-曲面鏡-棱鏡組的線陣半導體激光束整形系統(tǒng),采用數(shù)值計算方法,取得了系統(tǒng)中各元件的參量及理論整形效果。在此基礎上加工出實物元件,搭建整形系統(tǒng)。實驗中測得整形后的激光光斑尺寸為9.9cm×9.6cm,能量均勻度為68.9%,系統(tǒng)能量傳輸效率為71.3%,光束質(zhì)量可滿足接收端的光電池對激光空間均勻性的要求。最后分析了仿真系統(tǒng)與實驗系統(tǒng)間產(chǎn)生差異的原因。結(jié)果表明,該系統(tǒng)可同時實現(xiàn)激光束陣列快軸和慢軸方向的擴束與準直,并能夠調(diào)節(jié)輸出光斑的形狀及光強均勻度,且采用光學元件數(shù)量較少。光電池組件是激光無線電力傳輸過程的關鍵元件,該設計對激光轉(zhuǎn)換效率的研究有較重要的實用價值。
[Abstract]:In order to make the laser beam of linear semiconductor laser more suitable for remote wireless electric power transmission, a linear semiconductor laser beam shaping system based on wedge curved mirror prism set is designed. The numerical calculation method is used. The parameters of each component in the system and the effect of theoretical shaping are obtained. On this basis, the physical components are fabricated. In the experiment, the laser spot size is 9.9 cm 脳 9.6 cm, the energy uniformity is 68.9 cm, the energy transmission efficiency of the system is 71.3%, and the beam quality can meet the requirement of the laser space uniformity of the photocell at the receiving end. The reasons for the difference between the simulation system and the experimental system are analyzed. The system can simultaneously realize beam expansion and collimation in the fast axis and slow axis direction of laser beam array, and can adjust the shape and intensity uniformity of the output spot. The photovoltaic module is the key element in the laser wireless electric power transmission process. This design has important practical value for the study of laser conversion efficiency.
【作者單位】： 南京航空航天大學應用物理系;
【基金】：國家自然科學基金資助項目(51377080;51577091)
【分類號】：TN202

【參考文獻】

相關期刊論文 前9條

1 邢莎莎;冉英華;江海波;邢廷文;;基于微反射鏡陣列的光刻照明模式變換系統(tǒng)設計[J];光學學報;2015年11期

2 劉曉光;華文深;劉恂;;激光輻照單晶硅光伏電池輸出特性的實驗研究（英文）[J];中國激光;2015年08期

3 汪岳峰;雷呈強;殷智勇;尹韶云;孫秀輝;;高填充因子半導體激光器慢軸光束準直技術研究[J];激光與光電子學進展;2015年06期

4 雷呈強;汪岳峰;殷智勇;尹韶云;孫秀輝;;基于微透鏡陣列的半導體激光器堆棧勻化系統(tǒng)[J];中國激光;2015年05期

5 喬良;楊雁南;;激光無線能量傳輸效率的實驗研究[J];激光技術;2014年05期

6 王仲勛;潘一鳴;尹韶云;鄧啟凌;史立芳;杜春雷;吳欽章;;長焦深、高分辨激光加工聚焦透鏡[J];光學學報;2013年02期

7 楊鵬;楊雁南;;激光輻照單晶硅電池轉(zhuǎn)換效率的研究[J];激光技術;2012年05期

8 殷智勇;汪岳峰;賈文武;楊曉杰;雷呈強;強繼平;;基于微透鏡陣列的光束積分系統(tǒng)的性能分析[J];中國激光;2012年07期

9 劉亮;郭少鋒;陸啟生;許曉軍;;復合結(jié)構(gòu)板條放大器熱致波前畸變研究[J];中國激光;2010年07期

【共引文獻】

相關期刊論文 前10條

1 吳政南;謝江容;楊雁南;;光強均勻度對GaAs電池組光電轉(zhuǎn)換效率的影響[J];紅外與激光工程;2017年06期

2 謝桂捷;范長江;楊鑫;邵杰;;均光消色散光束整形薄膜器件的研究[J];中國激光;2017年05期

3 吳政南;謝江容;楊雁南;;高功率半導體激光器光束整形的設計和實現(xiàn)[J];激光技術;2017年03期

4 華文深;劉曉光;張大銘;;激光輻照單結(jié)砷化鎵光伏電池的輸出特性[J];激光與紅外;2016年12期

5 袁文峰;;單個橢球面擴束透鏡的設計研究[J];激光技術;2016年04期

6 楊朝興;李思坤;王向朝;;基于多染色體遺傳算法的像素化光源掩模優(yōu)化方法[J];光學學報;2016年08期

7 崔曉陽;洪延姬;金星;;激光輻照下光電電池的極限能量轉(zhuǎn)化效率研究[J];激光與紅外;2016年04期

8 崔曉陽;洪延姬;金星;;高斯光束對光電電池輸出影響的實驗研究[J];兵工自動化;2016年04期

9 帥詞鳳;尹韶云;劉顯明;孫秀輝;陳偉民;杜春雷;;基于雙復眼透鏡的三基色激光合成均勻白光束[J];光學學報;2016年03期

10 陳建東;黃仕華;;任意輻照強度和溫度下的光伏組件輸出特性模擬仿真[J];激光與光電子學進展;2016年02期

【二級參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 劉志輝;楊歡;石振東;李國俊;方亮;周崇喜;;衍射微透鏡陣列用于面陣半導體激光光束勻化[J];中國激光;2014年01期

2 殷智勇;汪岳峰;尹韶云;強繼平;雷呈強;孫秀輝;楊凱;;基于雙曲面基底微透鏡陣列的半導體激光器整形系統(tǒng)設計[J];中國激光;2013年06期

3 胡中華;楊寶喜;朱菁;肖艷芬;曾愛軍;黃惠杰;;用于投影光刻機光瞳整形的衍射光學元件設計[J];中國激光;2013年06期

4 朱洪波;張金勝;馬軍;秦莉;寧永強;王立軍;;10kW連續(xù)輸出半導體激光熔覆光源[J];光學精密工程;2013年04期

5 張俊;彭航宇;劉云;秦莉;單肖楠;王立軍;;三波長合束高亮度半導體激光光源[J];中國激光;2013年04期

6 周濤;陸曉東;張明;李媛;劉愛民;倫淑嫻;;晶硅太陽能電池發(fā)展狀況及趨勢[J];激光與光電子學進展;2013年03期

7 何滔;楊蘇輝;張海洋;趙長明;徐鵬;郝嘉胤;王華昕;;高效激光無線能量傳輸及轉(zhuǎn)換實驗[J];中國激光;2013年03期

8 楊鵬;楊雁南;;激光輻照單晶硅電池轉(zhuǎn)換效率的研究[J];激光技術;2012年05期

9 鄧前松;趙辰豐;陳亮;石明國;楊衛(wèi)紅;唐霞輝;;基于軌跡變換法降低激光切割尖角“燒蝕率”的研究[J];中國激光;2012年08期

10 王彥飛;王續(xù)躍;康仁科;徐文驥;郭東明;;基于去除熔化物形態(tài)分析的鋁合金薄板激光切割試驗研究[J];中國激光;2012年08期

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 高全華,曾曉東,安毓英;大功率半導體激光器光束整形[J];光電子·激光;2005年06期

2 林清華;宋超;王魯賓;周金運;;用于光刻的準分子激光束整形及其研究進展[J];量子電子學報;2007年04期

3 俞建杰;譚立英;馬晶;楊玉強;;大功率半導體激光器陣列光束整形新進展[J];激光與光電子學進展;2008年04期

4 黃峰;賈文武;汪岳峰;尚浩;郭雙飛;;多孔徑光束積分激光勻束器理論與設計[J];激光與紅外;2010年01期

5 于曉晨;胡家升;王連寶;;提高激光束整形質(zhì)量的新方法[J];中國激光;2012年01期

6 張振榮;王晟;李國華;趙新艷;葉景峰;胡志云;葉錫生;;平面激光誘導熒光實驗中激勵激光的光束整形[J];中國光學;2013年03期

7 袁曉瑩;光束整形在532nm生成3瓦單頻連續(xù)輸出[J];應用光學;1995年01期

8 倪明，，蔣志平，陸啟生;利用多相位片實現(xiàn)光束整形[J];應用光學;1996年04期

9 張少軍,黃騮,劉靖,李延廷;腔外激光束整形系統(tǒng)設計[J];北京工業(yè)大學學報;2000年02期

10 徐兵,王雪輝,陳林森,魏國軍;用激光直寫制作光束整形元件的實驗研究[J];光電子技術與信息;2004年05期

相關會議論文 前7條

1 張巍;張曉波;舒方杰;鄔融;李永平;;用于光束整形的衍射光學元件的設計和制作[A];光子科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化——長三角光子科技創(chuàng)新論壇暨2006年安徽博士科技論壇論文集[C];2006年

2 張建萍;張新;;泵浦用二極管激光器的光束整形[A];2004全國光學與光電子學學術研討會、2005全國光學與光電子學學術研討會、廣西光學學會成立20周年年會論文集[C];2005年

3 杜春雷;鄧啟凌;董小春;周崇喜;;高功率半導體激光器微光學光束整形技術[A];2008年激光探測、制導與對抗技術研討會論文集[C];2008年

4 勾志勇;王江;龔赤坤;何衡湘;王磊;姜勇;;大功率激光二極管陣列光束整形技術[A];2006年全國光電技術學術交流會會議文集（C 激光技術與應用專題）[C];2006年

5 余湛;馬浩統(tǒng);杜少軍;;基于GS算法的近場光束整形研究[A];第九屆全國光電技術學術交流會論文集（上冊）[C];2010年

6 張巖;董碧珍;顧本源;楊國楨;;分數(shù)傅里葉變換域中的光束整形[A];第三屆全國光學前沿問題討論會論文摘要集[C];1997年

7 杜猛;邢廷文;袁家虎;;微反射鏡陣列在光束整形中的應用[A];第十屆全國光電技術學術交流會論文集[C];2012年

相關博士學位論文 前5條

1 何杰鈴;基于自適應光學的激光束整形系統(tǒng)研究[D];中國科學院研究生院(光電技術研究所);2016年

2 林勇;用于激光光束整形的衍射光學元件設計[D];大連理工大學;2009年

3 喻霞;微光束整形元器件設計及光傳輸特性的量子結(jié)構(gòu)調(diào)控[D];湖南大學;2012年

4 彭航宇;大功率半導體激光光束整形及合束研究[D];中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所）;2011年

5 肖龍勝;2kW射頻板條CO_2激光器光束整形研究[D];華中科技大學;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 王連寶;基于液晶空間光調(diào)制器的激光束整形[D];大連理工大學;2011年

2 顧殿雨;反射式光束整形系統(tǒng)的低階像差校正方法研究[D];國防科學技術大學;2013年

3 武鈺麗;基于正反傅里葉變換的遠場光束整形方法研究[D];太原理工大學;2016年

4 馬學;2.52THz高斯光束整形初步研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

5 劉晨曦;大功率空間橢圓光束整形和傳輸研究[D];杭州電子科技大學;2015年

6 余湛;基于液晶空間光調(diào)制器光束整形的理論算法和實驗研究[D];國防科學技術大學;2010年

7 馬向?qū)?使用液晶空間光調(diào)制器實現(xiàn)激光束整形[D];大連理工大學;2013年

8 徐兵;光束整形元件的位相編碼及制作工藝研究[D];蘇州大學;2004年

9 蔣鵬志;光束整形和相位校正相關問題研究[D];國防科學技術大學;2011年

10 陳凱;高斯光束整形為平頂光束整形系統(tǒng)的研究與設計[D];北京工業(yè)大學;2011年

本文編號：1577958