基于LC-SLM的高光束質量變倍率激光擴束技術研究
發(fā)布時間：2022-01-21 07:29
激光擴束系統(tǒng)在激光通信及雷達跟蹤等國防建設和國民經濟領域中應用廣泛,為滿足不同領域及不同儀器設備對激光束口徑的要求,需要擴束比連續(xù)可變的系統(tǒng)。傳統(tǒng)的機械式激光變倍擴束系統(tǒng)存在著結構復雜、精度低、響應慢及像質低等缺點,無法滿足越來越高的激光擴束需求。因此,本文對激光擴束系統(tǒng)的變倍擴束方法進行了新的探索,將液晶空間光調制器（Liquid Crystal On Silicon Modulator,LC-SLM）應用到激光擴束系統(tǒng)中,對基于LC-SLM的高光束質量變倍率激光擴束技術開展了研究。本文首先研究了基于LC-SLM的變焦控制技術,搭建了基于LC-SLM的變焦透鏡系統(tǒng),通過采用焦距不同的變焦透鏡相位調制圖的灰度信號來控制LC-SLM外加電壓變化,實現(xiàn)了基于LC-SLM的變焦透鏡功能,利用此功能實現(xiàn)對激光束的變倍擴束。隨后研究了基于LC-SLM的波前像差校正技術,設計了基于LC-SLM的波前校正實驗系統(tǒng),先驗證并分析利用LC-SLM模擬基于Zernike多項式的波前像差的能力,然后利用LC-SLM實現(xiàn)了對像差板波前像差的校正,PV值由校正前的1.583λ減小到校正后的0.116λ,RMS值...
【文章來源】：長春理工大學吉林省
【文章頁數】：57 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
激光擴束器
TM 激光擴束器 (b)小擴束比激光擴束器 (c)高功率激光圖 1.1 激光擴束器光定倍擴束系統(tǒng)擴束比不變，不能滿足有些應用領域中連續(xù)變倍擴束技術定將發(fā)展。若想滿足激光變倍擴束，可通過變焦系統(tǒng)統(tǒng)的研究始于 20 世紀 50 年代，在過去的幾十年里，傳統(tǒng)的機，機械式變焦擴束系統(tǒng)已經很成熟。南京理工大學葉井飛等利鏡頭實現(xiàn)了對激光束從1×~13×的透射式連續(xù)變倍擴束[9]。單娟等式激光連續(xù)變倍系統(tǒng)[10]，滿足了激光測距系統(tǒng)的測量要求。 5mm 的 YAG 激光束進行了 2×~10×的連續(xù)變倍擴束設計[1司設計出了對波長為 355~1064nm 的激光束進行 2×~ 8×連續(xù)變圖 1.2(a)所示。OptoSigma 公司設計出了對波長為 532nm 的激擴束的激光擴束器，如圖 1.2(b)所示。
2]-[14][12]、變形鏡[15]-[16]、液晶透鏡[17]-[20]等主動光學元件應用到光學變焦系統(tǒng)于透鏡的自變焦來改變系統(tǒng)的焦距，為變焦系統(tǒng)提供了新的變焦方式。004 年，飛利浦公司研制出了一款新型變焦液體透鏡[12]。這種液體透鏡由導電和不導電的油組成，將兩者裝在圓柱型容器中，容器內壁和其中一端透明蓋疏水性材料，由于表面張力的作用，水溶液向無疏水性材料一端彎曲，形成通過在電極上施加電壓，導致液面曲率發(fā)生改變，從而改變透鏡焦距，其原 1.3 所示。該液體透鏡體積小，直徑 3mm，長度 2.2mm；變焦速度快、耗電是這種透鏡并不完善，加工工藝復雜，控制電壓較高，光軸很難穩(wěn)定且其口應用受到限制。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]低電壓驅動液晶變焦透鏡的設計與優(yōu)化[J]. 楊蘭,王敏帥,徐恭勤,周雄圖,郭太良,葉蕓. 光學學報. 2017(09)
[2]基于硅基液晶變焦透鏡的相位恢復方法[J]. 程鴻,呂倩倩,張文君,鄧會龍,高要利. 中國激光. 2017(03)
[3]激光變焦擴束光學系統(tǒng)設計[J]. 單娟,張鵬,付玉虎. 光學與光電技術. 2013(04)
[4]液晶空間光調制器波前模擬及誤差補償[J]. 張洪鑫,張健,喬玉晶,司俊山,馬薇. 光電子.激光. 2013(05)
[5]大變倍比近紅外無焦激光擴束系統(tǒng)[J]. 葉井飛,高志山,葉海水,劉曉莉,成曉強. 光學精密工程. 2013(05)
[6]基于純位相液晶空間光調制器的可變焦透鏡的實現(xiàn)[J]. 林培秋,應朝福,徐展斌,龐輝,樓帆. 應用光學. 2010(03)
[7]激光擴束望遠鏡的光學變焦設計[J]. 趙娜,劉群華. 科技信息. 2009(11)
[8]激光擴束望遠鏡的光學設計[J]. 樊麗娜,朱愛敏,劉琳,吳泉英. 紅外. 2007(08)
[9]變焦擴束系統(tǒng)的光學設計[J]. 孔祥蕾,郝沛明. 應用光學. 2001(05)
[10]多波長激光擴束系統(tǒng)的設計[J]. 李良鈺,李常春,李銀柱,戴亞平,劉誠,程笑天,朱健強,王仕璠. 中國激光. 2001(08)
博士論文
[1]液晶波前校正器的過驅動研究[D]. 胡紅斌.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2013
[2]基于液體透鏡的變焦距光學系統(tǒng)研究[D]. 張鷹.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2012
[3]采用光纖耦合及光放大接收的星地光通信系統(tǒng)及關鍵技術[D]. 向勁松.電子科技大學 2007
碩士論文
[1]基于LCOS光學變焦系統(tǒng)研究[D]. 劉春梅.安徽大學 2013
[2]基于空間光調制器的主動光學變焦系統(tǒng)的初探[D]. 陳巍華.安徽大學 2012
本文編號：3599834
【文章來源】：長春理工大學吉林省
【文章頁數】：57 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
激光擴束器
TM 激光擴束器 (b)小擴束比激光擴束器 (c)高功率激光圖 1.1 激光擴束器光定倍擴束系統(tǒng)擴束比不變，不能滿足有些應用領域中連續(xù)變倍擴束技術定將發(fā)展。若想滿足激光變倍擴束，可通過變焦系統(tǒng)統(tǒng)的研究始于 20 世紀 50 年代，在過去的幾十年里，傳統(tǒng)的機，機械式變焦擴束系統(tǒng)已經很成熟。南京理工大學葉井飛等利鏡頭實現(xiàn)了對激光束從1×~13×的透射式連續(xù)變倍擴束[9]。單娟等式激光連續(xù)變倍系統(tǒng)[10]，滿足了激光測距系統(tǒng)的測量要求。 5mm 的 YAG 激光束進行了 2×~10×的連續(xù)變倍擴束設計[1司設計出了對波長為 355~1064nm 的激光束進行 2×~ 8×連續(xù)變圖 1.2(a)所示。OptoSigma 公司設計出了對波長為 532nm 的激擴束的激光擴束器，如圖 1.2(b)所示。
2]-[14][12]、變形鏡[15]-[16]、液晶透鏡[17]-[20]等主動光學元件應用到光學變焦系統(tǒng)于透鏡的自變焦來改變系統(tǒng)的焦距，為變焦系統(tǒng)提供了新的變焦方式。004 年，飛利浦公司研制出了一款新型變焦液體透鏡[12]。這種液體透鏡由導電和不導電的油組成，將兩者裝在圓柱型容器中，容器內壁和其中一端透明蓋疏水性材料，由于表面張力的作用，水溶液向無疏水性材料一端彎曲，形成通過在電極上施加電壓，導致液面曲率發(fā)生改變，從而改變透鏡焦距，其原 1.3 所示。該液體透鏡體積小，直徑 3mm，長度 2.2mm；變焦速度快、耗電是這種透鏡并不完善，加工工藝復雜，控制電壓較高，光軸很難穩(wěn)定且其口應用受到限制。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]低電壓驅動液晶變焦透鏡的設計與優(yōu)化[J]. 楊蘭,王敏帥,徐恭勤,周雄圖,郭太良,葉蕓. 光學學報. 2017(09)
[2]基于硅基液晶變焦透鏡的相位恢復方法[J]. 程鴻,呂倩倩,張文君,鄧會龍,高要利. 中國激光. 2017(03)
[3]激光變焦擴束光學系統(tǒng)設計[J]. 單娟,張鵬,付玉虎. 光學與光電技術. 2013(04)
[4]液晶空間光調制器波前模擬及誤差補償[J]. 張洪鑫,張健,喬玉晶,司俊山,馬薇. 光電子.激光. 2013(05)
[5]大變倍比近紅外無焦激光擴束系統(tǒng)[J]. 葉井飛,高志山,葉海水,劉曉莉,成曉強. 光學精密工程. 2013(05)
[6]基于純位相液晶空間光調制器的可變焦透鏡的實現(xiàn)[J]. 林培秋,應朝福,徐展斌,龐輝,樓帆. 應用光學. 2010(03)
[7]激光擴束望遠鏡的光學變焦設計[J]. 趙娜,劉群華. 科技信息. 2009(11)
[8]激光擴束望遠鏡的光學設計[J]. 樊麗娜,朱愛敏,劉琳,吳泉英. 紅外. 2007(08)
[9]變焦擴束系統(tǒng)的光學設計[J]. 孔祥蕾,郝沛明. 應用光學. 2001(05)
[10]多波長激光擴束系統(tǒng)的設計[J]. 李良鈺,李常春,李銀柱,戴亞平,劉誠,程笑天,朱健強,王仕璠. 中國激光. 2001(08)
博士論文
[1]液晶波前校正器的過驅動研究[D]. 胡紅斌.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2013
[2]基于液體透鏡的變焦距光學系統(tǒng)研究[D]. 張鷹.中國科學院研究生院（長春光學精密機械與物理研究所） 2012
[3]采用光纖耦合及光放大接收的星地光通信系統(tǒng)及關鍵技術[D]. 向勁松.電子科技大學 2007
碩士論文
[1]基于LCOS光學變焦系統(tǒng)研究[D]. 劉春梅.安徽大學 2013
[2]基于空間光調制器的主動光學變焦系統(tǒng)的初探[D]. 陳巍華.安徽大學 2012
本文編號：3599834
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