隨著激光技術(shù)在醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,人們對(duì)激光的輸出功率和質(zhì)量要求也在變高,由于受非線性效應(yīng)以及熱損耗的影響,單個(gè)激光器的輸出功率受到了限制,因此提出了多路激光功率相干合成方案。然而激光的高額成本以及使用時(shí)產(chǎn)生的巨大熱量等因素使得激光無(wú)法被普及,而LED與激光相比,不僅價(jià)格便宜,而且體積更小、熱量更低、壽命更長(zhǎng)以及與光纖耦合更加兼容。因此,本文對(duì)基于LED的多路激光功率合成技術(shù)進(jìn)行了研究分析,主要內(nèi)容如下:首先,對(duì)非成像光學(xué)理論和折反射定理進(jìn)行了概述,通過(guò)證明光學(xué)擴(kuò)展量的守恒性得出了兩個(gè)重要結(jié)論,以及分析了邊緣光線原理在設(shè)計(jì)自由曲面中的應(yīng)用,得出邊緣光線原理可以大大降低光學(xué)設(shè)計(jì)的難度,同時(shí)對(duì)光學(xué)量與輻射量等基本參數(shù)進(jìn)行了分析,并建立了兩者之間的關(guān)系。其次,針對(duì)LED光源發(fā)光特性,設(shè)計(jì)了反光杯和全反射透鏡兩種準(zhǔn)直器來(lái)對(duì)LED光線進(jìn)行準(zhǔn)直,并在TracePro軟件下建模進(jìn)行光線追跡仿真,通過(guò)輻照度分析圖得出全反射透鏡的評(píng)價(jià)函數(shù)值高于反光杯的,即全反射透鏡更有利于光線的準(zhǔn)直。為了實(shí)現(xiàn)高效合成,設(shè)計(jì)了基于透鏡的光纖耦合系統(tǒng),并針對(duì)基于球透鏡和基于自聚焦兩種情況分別進(jìn)行了模擬仿真,通過(guò)觀察... 

【文章來(lái)源】：杭州電子科技大學(xué)浙江省

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１光纖激光相干合成技術(shù)方案的分類??１．２．１主動(dòng)鎖相相干合成技術(shù)??

??如圖２．１所示，入射向量為Ｘ反射向量為百，入射角為Ｉ，反射角為６＊２，則有ｈ?＝?０２。??在光學(xué)設(shè)計(jì)中，法向量可以由入射向量和反射向量通過(guò)式（２．１）求得。其中Ｎ?肷湎蛄康牡ィ崳?位向量，Ｗ為反射向量的單位向量，Ｗ為法向量。??Ｎ?＝?ｅ＾－ｅ２?（２．１）??．４?ｍ?ｂ??里??〇??圖２．１光的反射傳播方式??２．２．２折射定理??光的折射定律由荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳發(fā)現(xiàn)，又叫斯涅耳定律，其現(xiàn)象為光線從一種介質(zhì)傳??播到另一種介質(zhì)時(shí)，在平滑界面上，部分光在進(jìn)入第二種介質(zhì)后即發(fā)生折射。??如圖２．２所示，入射向量為：？，折射向量為哀，入射角為匕，折射角為０２，分界面以上的??折射率為７７１，分界面以下的折射率為巧，ｎｉ＜ｎ２，則有??ｑｓｉｎ烤＝７ｉ＾ｓｉｎ（９２?（７?２）??入射向量、折射向量和法向量之間的關(guān)系可以由式（２．３）得到。其中Ｎ?肷湎蛄康牡ノ唬崳?向量，ｇ為折射向量的單位向量，Ｗ為法向量。??Ｎ?＝?ｎ２ｅｊ?—?（２．３）??當(dāng)光線從空氣進(jìn)入折射率為ｎ的玻璃中時(shí)

??如圖２．１所示，入射向量為Ｘ反射向量為百，入射角為Ｉ，反射角為６＊２，則有ｈ?＝?０２。??在光學(xué)設(shè)計(jì)中，法向量可以由入射向量和反射向量通過(guò)式（２．１）求得。其中Ｎ?肷湎蛄康牡ィ崳?位向量，Ｗ為反射向量的單位向量，Ｗ為法向量。??Ｎ?＝?ｅ＾－ｅ２?（２．１）??．４?ｍ?ｂ??里??〇??圖２．１光的反射傳播方式??２．２．２折射定理??光的折射定律由荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅耳發(fā)現(xiàn)，又叫斯涅耳定律，其現(xiàn)象為光線從一種介質(zhì)傳??播到另一種介質(zhì)時(shí)，在平滑界面上，部分光在進(jìn)入第二種介質(zhì)后即發(fā)生折射。??如圖２．２所示，入射向量為：？，折射向量為哀，入射角為匕，折射角為０２，分界面以上的??折射率為７７１，分界面以下的折射率為巧，ｎｉ＜ｎ２，則有??ｑｓｉｎ烤＝７ｉ＾ｓｉｎ（９２?（７?２）??入射向量、折射向量和法向量之間的關(guān)系可以由式（２．３）得到。其中Ｎ?肷湎蛄康牡ノ唬崳?向量，ｇ為折射向量的單位向量，Ｗ為法向量。??Ｎ?＝?ｎ２ｅｊ?—?（２．３）??當(dāng)光線從空氣進(jìn)入折射率為ｎ的玻璃中時(shí)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]高能激光武器系統(tǒng)中的光束質(zhì)量評(píng)價(jià)及應(yīng)用[J]. 王科偉,孫曉泉,馬超杰.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2005(08)
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博士論文
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[2]主動(dòng)鎖相光纖激光相干合成技術(shù)研究[D]. 范馨燕.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010
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碩士論文
[1]980nm皮秒光子晶體光纖激光器及光纖激光相干合成技術(shù)研究[D]. 梁博興.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[2]大功率光纖激光合成的相干性研究[D]. 張紅.電子科技大學(xué) 2012
[3]光纖激光功率相干合成技術(shù)[D]. 馮光.西安電子科技大學(xué) 2011
[4]大功率半導(dǎo)體激光器光束特性研究[D]. 李宗陽(yáng).長(zhǎng)春理工大學(xué) 2010
[5]高功率光子晶體光纖放大器的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 趙振宇.中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2009
[6]高功率光子晶體光纖激光器及相干合成技術(shù)[D]. 王建明.中國(guó)科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所） 2009
[7]光纖激光相位變化特性及相位控制研究[D]. 柴春英.吉林大學(xué) 2006



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