半導體激光器以其體積小、功率大、波長可調諧、易于調制等優(yōu)點被廣泛應用于大距離、高精度的干涉測量領域中。但是半導體激光器的出射光束具有發(fā)散角大、光強分布不均勻、存在本征像散等缺陷,不能直接用于干涉測量。由于基模高斯光束的準直性好、光斑形狀對稱、相位分布在瑞利距離內接近平面波,是一種較為理想的干涉光源模型,本論文基于空間光調制器,提出了一種依據(jù)復振幅調制原理的半導體激光光束整形方法,將半導體激光光束整形為無像散的基模高斯光束,以滿足大距離干涉測量領域的應用要求。論文介紹了半導體激光光束的整形方法以及基于空間光調制器的光束整形算法的國內外研究現(xiàn)狀,設計了基于空間光調制器的半導體激光光束整形方案,提出了基于復振幅調制的半導體激光光束整形準直方法,利用復振幅調制算法設計光束整形全息圖,將半導體激光光束整形為基模高斯光束,再根據(jù)半導體激光器的光場分布模型設計消像散全息圖,補償光束中存在的像散,最終將半導體激光光束整形為無像散的基模高斯光束。為了評估整形后光束的質量,使用雙曲線擬合法測量整形后光束的M²因子,并根據(jù)測得的M²因子評價整形后光束與基模高斯光束... 

【文章來源】：浙江理工大學浙江省

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 半導體激光光束整形方法國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 幾何光學方法
        1.2.2 衍射光學方法
    1.3 基于空間光調制器的光束整形算法國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 迭代算法
        1.3.2 非迭代算法
    1.4 論文研究內容與結構安排
第二章 基于空間光調制器的半導體激光光束整形與消像散
    2.1 液晶空間光調制器的工作原理
    2.2 基于空間光調制器的半導體激光光束整形原理
        2.2.1 基模高斯光束的模型與基本特性
        2.2.2 光束復振幅調制算法原理
    2.3 基于空間光調制器的半導體激光光束消像散原理
        2.3.1 半導體激光器的光場模型
        2.3.2 光束消像散算法原理
    2.4 本章小結
第三章 光束質量分析與測量方法
    3.1 光束質量評價參數(shù)
        3.1.1 遠場發(fā)散角
        3.1.2 聚焦光斑尺寸
        3.1.3 M2因子
    3.2 光束質量評價參數(shù)的測量方法
        3.2.1 變換矩陣ABCD定律
        3.2.2 高斯光束的復參數(shù)表示
        3.2.3 高斯光束通過薄透鏡的變換
        3.2.4 束寬的測量
        3.2.5 M2因子測量原理
    3.3 本章小結
第四章 光束整形系統(tǒng)設計與仿真
    4.1 系統(tǒng)硬件設計
    4.2 系統(tǒng)軟件設計
        4.2.1 光束整形模塊軟件設計
        4.2.2 光束質量分析模塊軟件設計
    4.3 光束整形仿真
        4.3.1 整形算法仿真
        4.3.2 線性相位空間頻率
    4.4 光束質量分析仿真
        4.4.1 束寬測量的仿真
        4.4.2 M2因子測量的仿真
    4.5 本章小結
第五章 光束整形實驗結果與分析
    5.1 光束整形實驗裝置
    5.2 光束整形前后對比實驗
    5.3 光束質量分析實驗結果
    5.4 本章小結
第六章 光束整形系統(tǒng)在大距離干涉測量中的應用
    6.1 半導體激光光束大距離傳輸存在的問題
    6.2 大距離干涉測量系統(tǒng)設計
    6.3 位移測量實驗與結果分析
        6.3.1 位移測量實驗裝置
        6.3.2 位移測量實驗結果分析
    6.4 本章小結
第七章 總結與展望
    7.1 總結
    7.2 主要創(chuàng)新點
    7.3 展望
參考文獻
攻讀碩士學位期間的研究成果
致謝



本文編號：3337705