【摘要】：在激光加工、光刻、激光醫(yī)療等領域中,需要得到光強均勻分布的光斑。為了滿足各個領域對光束質量的要求,需要將光強呈高斯分布的激光光斑整形成平頂分布,光束勻化技術由此而來。目前光束均勻化方法已有很多種,其中微透鏡陣列已廣泛應用在光束勻化領域,具有勻束效果好,適應性強,能量利用率高等優(yōu)點,其缺點主要有三方面:1)由于微透鏡陣列的周期性排布和激光的相干性,勻化光斑會受多光束干涉的影響而產(chǎn)生干涉條紋,降低光斑的均勻性。2)微透鏡陣列存在死區(qū),填充因子不高。3)由于加工工藝水平的限制,微透鏡陣列并不能做到小型化。為了能縮小微透鏡陣列的體積,增加它的填充因子。本文使用菲涅耳多臺階波帶片作為陣列中的微透鏡。菲涅耳波帶片具有體積小,填充因子高,設計自由度多等優(yōu)勢。為降低多光束干涉帶來的影響,將一種隨機位相分布引入透鏡陣列,對陣列中每一個菲涅耳微透鏡施加0或π的二值化位相變化,打亂陣列位相的周期性排布,減少微透鏡后多光束在勻化面干涉帶來的影響。通過數(shù)值計算對激光束的勻化過程進行了模擬,設計的菲涅耳透鏡口徑為0.5 mm,焦距為6mm,陣列數(shù)目為20×20,光斑整體均勻度達到90%,光束能量利用率達到96%。利用設計和制備的隨機位相型菲涅耳透鏡陣列對1064 nm波長的激光光束進行勻化,均勻度為83%,光束能量利用率為89%。研究結果表明,通過引入隨機位相可有效減少干涉帶來的影響,提高微透鏡陣列對單模高斯光束的勻束效果。
【學位授予單位】：長春理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN24
【圖文】：

b)圖 1.1 非球面透鏡組勻束器a) 開普勒型 b) 伽利略型天津理工大學的史光遠等人[6]設計了一種非球面柱面鏡傳統(tǒng)的軸對稱非球面透鏡組只能對光強分布進行整形而問題。經(jīng)過仿真后，得出了均勻度高于 95%，能量利用率光學元件元件是一種衍射型勻束系統(tǒng)，它的原理主要是基于光的體積小、質量輕、高衍射效率、更多的設計自由度、消像光學微系統(tǒng)的應用[29]。在激光勻束的應用中通過設計基底實現(xiàn)對入射光束波前的改變，進而得到光強分布均勻的光束器一樣，該器件需嚴格遵從入射激光的強度分布進行設計光束模型還是不同的，因此會帶來誤差，而且二元光學當大的，這也是它的一個弊端。大連理工大學的林勇等人[15]提出一種模糊控制迭代算法

如圖 1.2 所示，其勻束機理是：輸入光束經(jīng)過偏振片 A 后到達液電場的作用下形態(tài)會因旋光偏振效應而發(fā)生扭曲，折射率與透射實現(xiàn)對輸入光束光場的振幅和相位的調制。外加電場可以通過現(xiàn)對光束的實時調控，具有可控性高的優(yōu)勢，但是其調控效果會寸以及間隙的影響[30]。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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相關碩士學位論文 前4條

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本文編號：2725395