摘要：在非球面透镜组进行激光束整形的技术基础上,设计了应用于TEA CO2激光光束整形的单片非球面镜光束整形系统。基于几何光学原理,利用能量守恒定律和等光程条件进行系统理论模型求解。通过使用龙贝格数值积分和非线性最小二乘法,获得非球面透镜前后两面的矢高。最后,通过光学设计软件ZEMAX进行系统性能优化,并对其可加工性进行了分析。实验结果表明,出射光束的光程差(OPD)为±0.01λ,峰谷值误差为0.0002λ,输出基本为平行光。该方法能有效避免双分离透镜结构系统的筒长过长、不易调节的弊端,使器件结构变得简单,便于加工装调。

摘要：介绍了几何追迹法和GS算法的原理,并用这两种方法设计了二元光学元件,把激光雷达输出的基横模高斯光束整形为均匀圆光束,用MATLAB程序模拟了整形效果,结果表明设计很好,满足光束整形的要求。

摘要：在回顾复眼透镜对单光束光源的均匀化机制基础上,分析了复眼透镜对激光二极管(LD)阵列光源的光束均匀化机制。即对子光束分割叠加破坏相似性,对所有分割叠加后的子光斑进行叠加获得均匀性。在此基础上,以抽运薄片或者板条激光器需要高功率密度的均匀抽运光为需求,设计了基于复眼透镜的LD阵列光束整形系统,并给出了其中复眼透镜和积分透镜这两个关键部件的结构形式和相关参数。最后根据所设计的复眼透镜LD光束整形系统搭建了相应的实验光路并测试了整形后光斑不均匀性,测试表明不均匀性为9.8%,验证了对复眼透镜LD阵列光束整形的分析。

摘要：分析了激励激光光强分布对平面激光诱导荧光(PLIF)实验中荧光强度的影响。基于柱面微透镜列阵设计了一套激光片状光束匀滑整形系统,并根据PLIF实验的具体要求,通过光线追迹方法优化了系统参数。建立了片状光束整形实验系统,对染料激光进行了匀滑整形,获得了不均匀性<4%的均匀片状光束,满足了PLIF实验所需。在此基础上建立了PLIF实验系统,获得了酒精灯火焰和CH4/air预混火焰中OH的二维荧光分布。

摘要：在介绍SLM进行光束整形原理的基础上,分析了二元光栅、闪耀光栅和正弦光栅三种光栅的结构特性,并根据影响整形光束质量的性能指标,以方向光斑为例,设计了不同周期的相位掩模图。成像和加工试验表明,SLM上加载三种光栅形成的掩模图,均可以将高斯分布的圆形光斑整形为平顶的方形光斑,但闪耀光栅的整形效果明显优于另外两种光栅。在闪耀光栅周期为120μm时,局部能量利用率达到91.86%,均方根误差为0.039,整形后光束具有较好的均匀性。

摘要：利用不动点迭代法解非线性方程以加速迭代过程的思想对 GS 算法进行了改进,用改进的 GS 算法设计了将高斯光束整形为两束圆形光束的16台阶衍射光学元件.模拟结果表明,相对于 GS 算法,用改进的算法设计出的衍射光学光束整形元件,均方误差(SSE)减少了33.05%,拟和系数(η)提高了0.68%,优化了整形光束的性能质量;同时该算法能减小 GS 算法对迭代初值的依赖性,促使 GS 算法跳出陷入局部最优解的困境.

摘要：提出利用边缘相位校正的新方法 ,校正用追迹法设计的产生环形光束的衍射光学元件的相位分布 ,从而实现光束整形中的高精度优化。通过将高斯光束整形为环形光束 ,将该方法、G S(Gerchberg Saxton)算法和改进的G S算法设计得到的整形结果作了比较 ,结果表明 ,G S算法的整形结果虽然衍射效率最大 ,但是均方根值和最大偏差也太大 ;改进的G S算法可以有效的降低均方根值和最大偏差 ,但衍射效率也有较大的下降 ;而用边缘相位校正可以在衍射效率略微下降的情况下 ,更大的降低均方根值和最大偏差 ,其整形结果是综合了衍射效率、均方根值和最大偏差这三个评价指标以后得到的最优化结果 ,已接近理想的环形光束。

摘要：提出了一种改善整形输出光束均匀度的优化generalized adaptive additive(GAA)方法,通过分析普通GAA算法的x因子不同取值造成输出光强波动差异问题,提出采用自适应优化x的策略,优选出合适的x因子值,使得整形输出光束均匀度最优。以把高斯光束整形成超高斯光束为例,分别从相位、均方差误差、衍射效率3个方面探讨了x因子取不同值的GAA算法的光束整形性能,最终验证了优化GAA算法的有效性和可行性。

摘要：二维轴向光束质量的不均衡是二极管激光线阵应用的最大瓶颈,但利用光束整形技术可加以改善。基于平行玻璃板对光束的偏移作用,设计一种以线阵中独立发光单元作为整形对象的平行玻璃板阵列光束整形方法,可减小整形中慢轴光束能量损失,实现二维轴向光束质量的高效率调整。针对12个发光单元的短二极管激光线阵开展验证实验,结果表明,整形效果符合模拟结果,整形效率达93.62%。

摘要：为了使线阵半导体激光器光束能更好应用于激光远程无线电力传输,设计了基于光楔-曲面镜-棱镜组的线阵半导体激光束整形系统,采用数值计算方法,取得了系统中各元件的参量及理论整形效果。在此基础上加工出实物元件,搭建整形系统。实验中测得整形后的激光光斑尺寸为9.9cm×9.6cm,能量均匀度为68.9%,系统能量传输效率为71.3%,光束质量可满足接收端的光电池对激光空间均匀性的要求。最后分析了仿真系统与实验系统间产生差异的原因。结果表明,该系统可同时实现激光束阵列快轴和慢轴方向的扩束与准直,并能够调节输出光斑的形状及光强均匀度,且采用光学元件数量较少。光电池组件是激光无线电力传输过程的关键元件,该设计对激光转换效率的研究有较重要的实用价值。