用于发散激光光束整形的自由曲面透镜设计

作     者：彭亚蒙 苏宙平 Peng Yameng;Su Zhouping

作者机构：江南大学理学院江苏省轻工光电工程技术研究中心江苏无锡214122 

基　　金：国家自然科学基金(60908041) 上海市全固态激光器与应用技术重点实验室开放课题(2012ADL03) 

出 版 物：《光学学报》 (Acta Optica Sinica)

年 卷 期：2016年第36卷第5期

页      码：217-227页

摘      要：提出了一种激光光束整形自由曲面透镜的设计方法,这种方法可以对有一定发散角的激光光束进行整形。设计分为两个过程:1)设计初始结构,以准直激光光束作为输入光束,采用能量网格划分法,设计自由曲面整形透镜,将设计好的透镜作为下一步设计的初始结构;2)逆向反馈优化法,以带有一定发散角的光束作为输入光束,用上一步获得的透镜作为初始结构,采用逆向反馈优化的方法作进一步优化设计。应用这种方法,以束腰为10mm,发散半角为2.5°的发散激光光束为例,将其整形为40mm×40mm的方形光束,辐射照度均匀度达到了90.4%。最后,对设计的透镜进行了加工误差分析和安装误差分析。分析结果表明:透镜表面面形误差在±5μm范围内对目标平面辐射照度的均匀度几乎没有影响;透镜安装时,纵向位移误差dz对目标平面辐射照度的均匀度影响较小,横向误差dx、倾斜角误差dφ对辐射照度均匀度影响较大。

主 题 词：光学设计 激光光束整形 自由曲面 发散激光光束 逆向反馈优化 辐射照度均匀性 

学科分类：0808[工学-自动化类] 070207[070207] 0809[工学-计算机类] 07[理学] 08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0803[工学-仪器类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3788/aos201636.0522003

馆 藏 号：203797913...