本文關鍵詞：微米級玻璃錐形管引導的激光強聚焦，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前在越來越多的領域需要用到一束尺寸小,強度高的聚焦激光。在現(xiàn)有的透鏡和面鏡組成的聚焦系統(tǒng)難以滿足這一要求時,國內外的諸多小組都積極地投身到這一領域之中,成為一個研究熱點。在眾多人的努力下,目前已經有許多方法展示出實現(xiàn)這一目的的可能性,但這些方法也都存在著一些缺點,比如焦距小、效率低、沒有全面地展示出聚焦激光隨著外界參數(shù)的變化而發(fā)生變化的趨勢。本工作受微米級玻璃錐形管能夠引導聚焦離子束的啟發(fā),嘗試采用微米級玻璃錐形管代替面鏡和透鏡系統(tǒng)來引導聚焦激光,并以五維光纖位移臺搭載小孔徑的光纖掃描微米級玻璃錐形管聚焦激光后形成的光斑的方式來定量地確定聚焦后形成光斑的位置、大小和強度,從而了解微米級玻璃錐形管聚焦激光的能力。經過試驗發(fā)現(xiàn)微米級玻璃錐形管對激光有著較好的聚焦能力,并且與微米級玻璃錐形管的出口內徑有著強烈的依賴關系。具體表現(xiàn)在隨著微米級玻璃錐形管的出口內徑的減小,聚焦的位置不斷地靠近管口,也就是焦距在不斷地減小,從幾百微米減小到幾十微米,隨著出口內徑的減小而呈現(xiàn)近似二分之一次方的減小;同時聚焦的光斑尺寸也在不斷地減小,近似為隨著出口內徑的減小而線性減小,大約為出口內徑的三分之一左右;另外聚焦的強度也就是放大倍數(shù)則是在不斷地增大,這與出口內徑有著直接的聯(lián)系,即隨著出口內徑的減小,放大倍數(shù)呈平方式上升。為了更加利于應用,借鑒擴散激光經過凸透鏡后聚焦的位置會向后延伸的事實,利用透鏡組調節(jié)出一束帶有微小發(fā)散角的激光入射微米級玻璃錐形管,在出射強度未明顯衰減的情況下,焦距有效延長。這種變焦方法為進一步的激光單細胞輻照等需要長焦距的聚焦激光的應用提供了較好幫助。本文第一章主要介紹了幾種在這一領域目前已經公開發(fā)表的工作情況,包括基于負折射率材料制作的超級透鏡、金屬薄膜襯底上周期排列的亞波長小孔、多模光纖的自聚焦效應、平面波角譜合成等方法。第二章是通過二維時域有限差分方法(2D-FDTD),對微米級玻璃錐形管引導激光強聚焦進行了初步的理論模擬。第三章介紹了一系列用于微米級玻璃錐形管引導激光強聚焦實驗的實驗設備,包括儀器選取的原則和一些具體參數(shù)。第四章介紹了在正式開始微米級玻璃錐形管引導激光強聚焦實驗前的一些準備實驗。包括光電二極管的測試、激光器光強分布的測量還有視頻顯微鏡的刻度標定。第五章重點描述了微米級玻璃錐形管引導激光強聚焦實驗,展示了實驗結果。并對實驗結果進行了初步的分析討論。第六章是本文的最后一章,主要是對本工作進行了總結,展望了后續(xù)應用,并對以后進一步的實驗提供的規(guī)劃和方向。
【關鍵詞】：玻璃錐形管 微米量級 激光強聚焦 延長焦距
【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN24
【目錄】：

• 中文摘要3-5
• Abstract5-9
• 第一章 引言9-17
• 1.1 基于負折射率材料實現(xiàn)的亞波長聚焦9-11
• 1.2 利用周期排列的亞波長小孔實現(xiàn)的亞波長聚焦11-13
• 1.3 利用多模光纖的自聚焦效應實現(xiàn)的亞波長效應13-14
• 1.4 利用平面波角譜合成實現(xiàn)的亞波長聚焦14-15
• 1.5 利用微米級玻璃錐形管實現(xiàn)的亞波長聚焦15-17
• 第二章 微米級玻璃錐形管引導激光強聚焦的理論模擬17-22
• 第三章 微米級玻璃錐形管引導激光強聚焦的實驗設備22-32
• 3.1 激光器的選擇22-25
• 3.1.1 氣體激光器22-23
• 3.1.2 固體激光器23-24
• 3.1.3 半導體激光器24
• 3.1.4 液體激光器24
• 3.1.5 化學激光器24
• 3.1.6 自由電子激光器24-25
• 3.2 制作微米級玻璃錐形管25-26
• 3.3 錐形管位移臺的選擇與搭建26-28
• 3.4 光纖的選擇28
• 3.5 光纖位移臺的選擇28-29
• 3.6 視頻顯微鏡的選擇29-30
• 3.7 光電轉換設備的選擇30
• 3.8 測量光電流設備的選擇30-32
• 第四章 微米級玻璃錐形管引導激光強聚焦的實驗準備32-35
• 4.1 測量光電二極管32-33
• 4.2 測量激光器的光強分布33-34
• 4.3 視頻顯微鏡的刻度標定34-35
• 第五章 微米級玻璃錐形管引導激光聚焦的實驗及結果35-45
• 第六章 總結與展望45-47
• 參考文獻47-49
• 在學期間的研究成果49-50
• 致謝50

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1 陳明;蒲家寧;;圓錐形管道中的瞬變流分析(英文)[J];后勤工程學院學報;2007年03期

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1 林崇楠;微米級玻璃錐形管引導的激光強聚焦[D];蘭州大學;2016年

  本文關鍵詞：微米級玻璃錐形管引導的激光強聚焦，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：326688