為了獲得平頂分布的長度連續(xù)可調(diào)的線光斑,設(shè)計(jì)了一種基于柱面微透鏡陣列的光束整形系統(tǒng),該系統(tǒng)采用兩個相同的柱面微透鏡陣列串聯(lián)在一起,通過傅里葉透鏡的聚焦作用在像平面上形成均勻的線光斑�；诰仃嚬鈱W(xué)理論,建立了成像光線矩陣,分析了影響光斑長度相關(guān)因素;基于傅里葉光學(xué),進(jìn)一步建立了光場數(shù)學(xué)模型,通過數(shù)值分析方法,模擬了光強(qiáng)分布特性。搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),獲得了平頂分布的均勻線光斑,光斑長度在2～34 mm范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào),這種長度連續(xù)可調(diào)的線光斑在激光應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值,可以更好地滿足實(shí)際生產(chǎn)需求。

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【部分圖文】：

圖2目標(biāo)平面處光強(qiáng)分布

通過設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)進(jìn)行數(shù)值模擬,仿真分析了成像光斑的光強(qiáng)分布,如圖2所示,從圖中可以看出,平面入射光束經(jīng)成像型微透鏡陣列系統(tǒng)后,形成了平頂分布的矩形光斑,光斑表面呈現(xiàn)明暗相間的強(qiáng)度分布,這種現(xiàn)象主要是由于光束經(jīng)微透鏡陣列多個子透鏡的分束后,在傅里葉透鏡后焦面產(chǎn)生了多光束干涉的原因....

圖1成像型微透鏡陣列光束勻化系統(tǒng)

成像型微透鏡陣列光束勻化系統(tǒng)如圖1所示,準(zhǔn)直高斯光束經(jīng)過微透鏡陣列LA1后被分割為多個微小的子光束,各子光束經(jīng)第二列微透鏡陣列LA2與球面傅里葉透鏡FL所組成的物鏡系統(tǒng)后分別成像在球面透鏡的后焦面FP上,并在同一區(qū)域中疊加,實(shí)現(xiàn)了光斑能量的均勻化,使光場近似平頂分布。系統(tǒng)中兩片微....

圖3不同子透鏡孔徑時光強(qiáng)分布

保持微透鏡陣列的子透鏡焦距f一定,改變子透鏡孔徑p的大小,圖3為目標(biāo)平面處光場分布與微透鏡陣列子透鏡孔徑p的關(guān)系,可以看出,成像光斑長度隨著子透鏡孔徑的增大而增大,光斑均勻度也隨之提高。分析原因,這是由于當(dāng)子透鏡孔徑增大時,單透鏡的菲涅爾衍射效應(yīng)減弱,同時子光束的干涉作用也隨之減....

圖4不同子透鏡焦距時光強(qiáng)分布

保持微透鏡陣列的子透鏡孔徑p一定,改變子透鏡焦距f的大小,圖4為目標(biāo)平面處光場分布與微透鏡陣列子透鏡焦距f的關(guān)系,可以看出成像光斑長度隨著子透鏡焦距的增大而減小,而光斑均勻度沒有變化。這主要是由于焦距改變時,對光場的衍射效應(yīng)及干涉效應(yīng)不會造成影響,因此,光斑均勻性不會發(fā)生改變。3....

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