本文關(guān)鍵詞：三鏡結(jié)構(gòu)狹縫型空間濾波器的像差分析

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【摘要】：空間濾波技術(shù)是解決高能/高功率激光系統(tǒng)“功率受限”問題的核心技術(shù)。新型線聚焦型狹縫空間濾波技術(shù)可以大幅度提高聚焦面積、縮短透鏡焦距,有可能達(dá)到抑制堵孔效應(yīng)和減小系統(tǒng)體積的目的,因此成為高能/高功率激光系統(tǒng)發(fā)展中的熱點(diǎn)技術(shù)之一。但是,隨著透鏡F數(shù)的降低,像差會(huì)引起光束遠(yuǎn)場分布變化,如分裂、彎曲、傾斜等,從而影響濾波能力,甚至使聚焦主瓣無法通過狹縫。針對(duì)上述問題,本文研究了“柱-球-柱”三鏡結(jié)構(gòu)狹縫濾波器的像差問題。分析了在像差光束通過理想狹縫濾波器、理想光束通過帶有像差的狹縫濾波器以及像差光束通過帶有像差的狹縫濾波器三種情況下,使用方形域內(nèi)正交Zernike多項(xiàng)式對(duì)像差函數(shù)進(jìn)行展開,結(jié)合角譜理論計(jì)算狹縫邊緣光輻照強(qiáng)度、輸出光束的近場對(duì)比度、近場調(diào)制度以及總體能量透過率等性能的變化情況。結(jié)果表明:像差的影響大小與其離軸項(xiàng)的階數(shù)有關(guān),球差和彗差對(duì)“柱-球-柱”結(jié)構(gòu)狹縫濾波器影響最大。濾波器F數(shù)為14時(shí),球差系數(shù)大于0.15μm、彗差系數(shù)大于0.12μm時(shí),輸出光束近場調(diào)制度和近場對(duì)比度增幅超過10%;當(dāng)濾波器的F數(shù)降低至10時(shí),球差和彗差系數(shù)大于0.11μm和0.06μm時(shí),輸出光束近場調(diào)制度和近場對(duì)比度增幅就超過了10%;當(dāng)濾波器的F數(shù)增加至20時(shí),球差和彗差系數(shù)分別大于0.25μm和0.15μm時(shí),輸出光束近場調(diào)制度和近場對(duì)比度增幅超過10%。本論文的研究結(jié)果對(duì)于今后狹縫濾波器在高功率激光系統(tǒng)中的應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：狹縫濾波 初級(jí)像差 F數(shù) 數(shù)值計(jì)算 像差系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：蘇州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN713
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-18
• 1.1 研究背景與意義9-13
• 1.1.1 空間濾波器9-10
• 1.1.2 狹縫濾波器10-12
• 1.1.3 狹縫濾波器中分析像差問題的意義12-13
• 1.2 研究方法與內(nèi)容13-16
• 1.2.1 像差的展開13-15
• 1.2.2 用來表示像差影響的狹縫濾波器參數(shù)15-16
• 1.3 本論文主要工作16-18
• 第二章 光束中的像差對(duì)“柱-球-柱”狹縫濾波器的影響18-35
• 2.1“柱-球-柱”狹縫濾波器中光束傳輸?shù)挠?jì)算方法18-20
• 2.2 光束中的像差對(duì)狹縫濾波器的影響20-29
• 2.2.1 球差對(duì)狹縫濾波器的影響20-22
• 2.2.2 彗差對(duì)狹縫濾波器的影響22-25
• 2.2.3 像散對(duì)狹縫濾波器的影響25-26
• 2.2.4 場曲和傾斜對(duì)狹縫濾波器的影響26-29
• 2.3 不同F(xiàn)數(shù)下球差和彗差容許值的變化29-31
• 2.4 實(shí)際光束入射模擬31-33
• 2.5 本章小結(jié)33-35
• 第三章 透鏡的加工像差對(duì)“柱-球-柱”狹縫濾波器的影響35-47
• 3.1 狹縫濾波器前柱透鏡的加工像差對(duì)濾波器的影響36-41
• 3.1.1 球差對(duì)狹縫濾波器的影響36-37
• 3.1.2 彗差對(duì)狹縫濾波器的影響37-38
• 3.1.3 像散對(duì)狹縫濾波器的影響38-39
• 3.1.4 場曲和傾斜對(duì)狹縫濾波器的影響39-41
• 3.2 狹縫濾波器球透鏡的加工像差對(duì)濾波器的影響41-45
• 3.2.1 球差對(duì)狹縫濾波器的影響41-42
• 3.2.2 彗差對(duì)狹縫濾波器的影響42-44
• 3.2.3 像散以及場曲和傾斜對(duì)狹縫濾波器的影響44-45
• 3.3 本章小結(jié)45-47
• 第四章“柱-球-柱”狹縫濾波器的綜合像差分析47-54
• 4.1 像差綜合分析方法47-49
• 4.1.1 入射光束和濾波器透鏡上同時(shí)引入球差的情況47-48
• 4.1.2 入射光束和濾波器透鏡上同時(shí)引入x彗差的情況48-49
• 4.2 透鏡上的像差容許值與透鏡加工精度的比較49-50
• 4.3 不同F(xiàn)數(shù)下球差和彗差容許值的變化50-51
• 4.4 實(shí)際光束入射模擬51-53
• 4.5 本章小結(jié)53-54
• 第五章 總結(jié)與展望54-56
• 5.1 全文內(nèi)容總結(jié)54-55
• 5.2 未來工作展望55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 攻讀碩士期間公開發(fā)表的論文60-61
• 致謝61-62

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：617279