平頂光束,不同于常規(guī)的高斯光束,其光強在橫截面上具備均勻分布的特點。正是由于其這一獨特的性質(zhì),在眾多實際應(yīng)用領(lǐng)域扮演十分重要的角色,比如激光材料加工、激光焊接、光信息存儲和生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等,彌補了高斯光束在這些應(yīng)用中因為能量分布不均勻引起局部溫度過高的缺點。目前,常見的平頂光束產(chǎn)生方法包括兩類:第一類是將高斯光束整形為平頂光束,已發(fā)展了光闌法、多透鏡陣列、二元光學(xué)元件、長焦深整形、液晶空間光調(diào)制器、雙折射透鏡組和非球面透鏡組等多種技術(shù);第二類利用柱矢量光束等特殊光束聚焦產(chǎn)生平頂光束,其中聚焦后會形成兩個非相干的分量,分別具備環(huán)形光強分布和實心光強分布。本文基于第二類整形技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了一種全光纖平頂光束整形技術(shù),利用光纖激光器中的兩種精確模式:環(huán)形分布的柱矢量光束和高斯分布的基模光束。在光纖激光器,一般利用少模光纖光柵作為選模光器件來產(chǎn)生柱矢量光束。實驗中,將兩種模式在不同的諧振腔內(nèi)進行振蕩,并以少模光柵作為共用的輸出腔鏡,實現(xiàn)兩個模式的非相干疊加,最終輸出平頂光束。論文中同時提出了兩個參數(shù)對得到的平頂光束進行定量分析。本論文的主要研究內(nèi)容為:1.提出了一種全新的全光纖平頂光束整形系...

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1雕刻結(jié)果對比:Ca)為高斯光束(b)為平頂光束

圖１．２焊接結(jié)果對比：（ａ）為高斯光束（ｂ）為平頂光束??１．２傳統(tǒng)平頂光束整形技術(shù)??平頂光束廣泛的潛在應(yīng)用，促進了人們對其高度關(guān)注，并不斷地投入研宄，??并獲得了許多光束整形的方法。傳統(tǒng)的光束整形方法都是將高斯光束轉(zhuǎn)換成平頂??光束，方式包括但不限于以下幾種：光闌法，多透鏡陣....

圖１．２焊接結(jié)果對比：（ａ）為高斯光束（ｂ）為平頂光束??１．２傳統(tǒng)平頂光束整形技術(shù)??

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圖１．?３光闌法??

?高斯光束中心部分較平坦部分的光強得以保留，而兩邊變化較大的光束直接攔截??掉，從而得到較為均勻光強分布的光束。實驗裝置如圖１．３所示，從圖中可知，??此方法比較原始，裝置十分簡單，可行性很高。但是缺點也十分明顯，就是整個??光束的能量損耗十分嚴重，大部分的光強將被遮擋，只要中間....

圖１．?４微透鏡陣列??

１．２．３二元光學(xué)元件??二元光學(xué)元件采用的理論基礎(chǔ)為光的衍射理論，因此也被稱為衍射光學(xué)元件，??如圖１．５所示。其實現(xiàn)的過程如下：依據(jù)衍射理論尋找出入射光束和出射光束之??間的數(shù)學(xué)聯(lián)系，并根據(jù)這些數(shù)學(xué)關(guān)系設(shè)計好器件表面的位相分布，同時通過相應(yīng)??的工藝將器件加工出來。此種方式對....

本文編號：3933877