發(fā)布時間：2017-03-17 20:03

  本文關(guān)鍵詞：永磁約束低功率激光旋偏系統(tǒng)及方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著激光核聚變、X射線激光等新興學(xué)科的迅速發(fā)展,激光的磁光效應(yīng)被越來越多的應(yīng)用于測量、醫(yī)學(xué)、航空航天及加工制造等領(lǐng)域。法拉第磁光效應(yīng)是諸多磁光效應(yīng)中應(yīng)用最為廣泛的一種,關(guān)于法拉第效應(yīng)的進(jìn)一步研究也從未停止過。本課題在法拉第磁光效應(yīng)基礎(chǔ)上,研究永磁約束場對低功率激光,及其偏振光的作用效果。課題設(shè)計開發(fā)了一套試驗平臺,通過將法拉第磁光材料置于一結(jié)構(gòu)參數(shù)可變的約束磁場中,研究在不同約束磁場結(jié)構(gòu)參數(shù)下非偏振初始激光束和偏振激光束分別通過磁光材料后其光學(xué)特征的變化情況。該試驗平臺有效拓展了偏振光束的法拉第效應(yīng)理論,具有重要的現(xiàn)實意義和工程價值。本文分析了法拉第磁光效應(yīng)原理,對試驗平臺進(jìn)行總體方案設(shè)計,包括試驗平臺硬件設(shè)計、數(shù)據(jù)采集與運動控制設(shè)計、測控軟件設(shè)計及約束單元的有限元建模仿真。約束單元內(nèi)安裝永磁體產(chǎn)生約束磁場,該磁場的磁腔半徑、磁體塊數(shù)、磁體間距為可變結(jié)構(gòu)參數(shù),試驗平臺可以檢測光斑的面積、重心位置坐標(biāo)、功率及偏振光偏轉(zhuǎn)角。通過有限元分析,得到了約束單元內(nèi)磁場分布情況。基于本平臺進(jìn)行研究試驗,檢測穿過不同結(jié)構(gòu)參數(shù)的磁腔后HeNe激光光斑特征參數(shù)變化情況,反映激光束的傳播特性是否發(fā)生改變。通過試驗,隨著磁腔半徑的增大及磁體塊數(shù)的減小,偏振激光的偏轉(zhuǎn)角度呈逐漸降低趨勢;隨著磁體間距的增大,偏轉(zhuǎn)角度呈先增大后減小趨勢。在六塊磁體磁腔半徑為4.3mm磁體間距為16mm時,偏轉(zhuǎn)角最大達(dá)86.2°;在兩塊磁體磁腔半徑為9.5mm磁體間距為14mm時,偏轉(zhuǎn)角最小為9.8°。
【關(guān)鍵詞】：法拉第磁光效應(yīng) 永磁約束體 HeNe激光 約束磁場 光斑 偏振光
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN24
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景及意義13-14
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀14-19
• 1.3 主要研究內(nèi)容19-20
• 1.4 論文章節(jié)安排20-21
• 第二章 永磁約束單元模型構(gòu)建與有限元分析21-34
• 2.1 試驗平臺組成及工作原理21-24
• 2.1.1 試驗平臺組成21
• 2.1.2 工作原理21-24
• 2.2 永磁約束單元有限元建模24-26
• 2.3 不同塊數(shù)及磁腔半徑對磁場的影響26-32
• 2.3.1 兩塊磁體時約束單元內(nèi)磁場強(qiáng)弱情況26-28
• 2.3.2 三塊磁體時約束單元內(nèi)磁場強(qiáng)弱情況28-30
• 2.3.3 四塊和六塊磁體時約束單元內(nèi)磁場強(qiáng)弱情況30-31
• 2.3.4 磁體塊數(shù)與磁腔半徑對磁場影響綜合分析31-32
• 2.4 不同磁體間距對磁場的影響32-33
• 2.5 本章小結(jié)33-34
• 第三章 永磁約束低功率激光旋偏試驗系統(tǒng)平臺設(shè)計34-49
• 3.1 試驗平臺硬件設(shè)計34-42
• 3.1.1 永磁約束平臺設(shè)計34-38
• 3.1.2 光斑參數(shù)采集模塊設(shè)計38-42
• 3.2 系統(tǒng)運動控制與參數(shù)檢測方案42-47
• 3.2.1 激光器位置控制42-44
• 3.2.2 光斑重心位置信號采集44-46
• 3.2.3 光斑圖像采集46-47
• 3.3 本章小結(jié)47-49
• 第四章 試驗平臺上位機(jī)軟件設(shè)計49-55
• 4.1 軟件總體設(shè)計49-50
• 4.2 軟件模塊結(jié)構(gòu)50-53
• 4.2.1 運動控制模塊50
• 4.2.2 圖像處理模塊50-52
• 4.2.3 數(shù)據(jù)采集保存模塊52-53
• 4.3 系統(tǒng)試驗流程53-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第五章 永磁約束低功率激光旋偏試驗平臺試驗研究55-71
• 5.1 光斑重心坐標(biāo)與面積檢測模塊標(biāo)定55-58
• 5.1.1 PSD傳感器的標(biāo)定55-57
• 5.1.2 CCD工業(yè)相機(jī)的標(biāo)定57-58
• 5.2 磁腔半徑對激光傳播特性的影響試驗58-65
• 5.2.1 偏振光偏轉(zhuǎn)角度檢測59-61
• 5.2.2 光斑面積檢測61-63
• 5.2.3 光斑重心坐標(biāo)及功率檢測63-65
• 5.3 磁體間距及各向同性影響試驗65-69
• 5.3.1 磁體間距影響試驗65-68
• 5.3.2 磁場各向同性影響試驗68-69
• 5.4 試驗誤差分析及處理方法69
• 5.5 本章小結(jié)69-71
• 第六章 總結(jié)與展望71-73
• 6.1 課題總結(jié)71-72
• 6.2 工作展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-77
• 致謝77-78
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：253363