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相似文献
 共查询到20条相似文献,搜索用时 156 毫秒
1.
为了减小激光辐照下反射镜镜面的热变形问题,建立了反射镜热变形的有限元分析模型。对不同制冷功率时的镜面热变形进行分析,然后针对吸收功率为50 W、光斑半径为镜体半径1/3时的TEM00模高斯光束对镜体结构进行优化,对优化后的反射镜在不同参数的TEM00模高斯光束和TEM10、TEM11模厄米特-高斯光束辐照下的热变形进行了分析。仿真结果表明,当施加滞后于激光辐照且与吸收功率近似大小的制冷时,有利于减小镜面热变形,且镜体最终会趋于相对稳定的热平衡状态。此外,当镜体背部切去一厚度为1.4 mm、内径为25 mm的环状区域时,热变形峰谷(PV)值仅为0.005μm;同时,优化后的镜体也可在一定程度上减小其他参数激光辐照下的镜面热变形的PV值。对于TEM00模高斯光束和TEM10、TEM11模厄米特-高斯光束,均满足光学系统对热变形的要求。  相似文献   

2.
为了提高变形镜生成的贝塞尔光束的质量,探究其影响因素,研究了变形镜致动器环数以及光束入射角对贝塞尔光束质量的影响。当致动器环数从3环增大到5环时,变形镜重构的10μm幅值锥形相位的残差方均根从70 nm降低到26 nm,降低了变形镜圆顶角对光束质量的影响,所生成的贝塞尔光束轴向光强分布更接近理想分布,证明提高变形镜致动器环数可有效提高贝塞尔光束的质量。另外,采用入射角分别为15°、30°、45°的光束生成贝塞尔光束,实验结果表明,所生成的贝塞尔光束质量均较高,且不受光束入射角影响。本研究可为变形镜生成高质量贝塞尔光束提供参考,有利于其应用。  相似文献   

3.
圆形高斯镜平凹腔腔镜变形时激光模场分析   总被引:3,自引:2,他引:1  
把圆形高斯镜平凹腔自再现模的衍射积分方程转化为有限阶的矩阵方程,在平面输出镜呈高斯分布的镜面变形时,数值计算了激光场模式的场强、相位分布和模式本征值。结果表明,当变形量较小时,随着变形量的增加,镜面上光场的分布范围增大,也就说明模体积增大,但镜面光场仍保持拉盖尔-高斯光束基模特征,相位由平面慢慢变得凸起,远场分布变化不明显。当变形量较大时,光场分布开始发生畸变。从模式本征值的变化看,在一定的变形范围内,本征值下降不多,说明较小的变形量对激光损耗影响不大,仍能使激光较稳定输出。在圆形高斯镜平凹腔输出镜发生不大的高斯状变形的情况下,仍有维持输出高质量激光束的能力。  相似文献   

4.
谢丽  钟哲强  张彬 《光学学报》2021,41(2):149-156
变形镜在长期工作的过程中,压电陶瓷驱动器因累积疲劳效应会导致其失效,从而导致校正性能的降低.从变形镜的影响函数出发,将失效驱动器的电压置零,采用有限元方法建立变形镜疲劳失效模型,重点分析畸变波前的形态分布、入射光束的类型和驱动器的排布方式等对校正能力的影响.实验结果表明,在部分驱动器失效的情况下,变形镜应当根据高斯型随...  相似文献   

5.
为了获得高光束质量的脉冲固体激光输出,研究了高斯非稳腔固体激光器的模式分布。运用边界有限元法将谐振腔内光场衍射积分方程转化成矩阵方程组,模拟分析了平凸高斯非稳腔内光阑位置、孔径大小以及高斯镜参数对输出光束模式的影响。基于理论模拟结果对激光器结构参数进行了优化,分别测量了腔内不同光阑位置和孔径下的激光器输出光束振幅及模式分布情况。在光阑半径为1 mm、光阑距高斯镜为150 mm、泵浦电压为900 V的实验条件下,光束质量M_x~2=1. 9、M_y~2=2. 3,激光最大输出能量为280 mJ的高光束质量激光输出。实验结果表明,在腔内加入选模光阑以及优化高斯镜参数可以进一步改善腔内模式分布,获得高光束质量激光输出,这与理论模拟结果基本相符。  相似文献   

6.
杨平  许冰  姜文汉  陈善球 《光学学报》2007,27(9):1628-1632
为了校正激光光束的波前像差,建立了一套无需直接探测波前信息的自适应光学(AO)系统模型,提出了一种基于实数编码的高斯变异的遗传算法(GA)用来控制61单元压电变形镜补偿波前像差,并仿真利用此算法控制61单元变形镜校正由变形镜本身产生的像差。结果表明,这种算法能够找到补偿各种像差所需的变形镜的最优面型。像差校正后,焦平面的峰值光强最多能够提高30倍。环围斯特尔比值(Strehl ratio)最多能够从校正前的0.032提高到0.96,变形镜61个驱动器后的电压值收敛性能良好。  相似文献   

7.
采用光的干涉方法研究了高斯光束非对称照明锥镜时的衍射场分布。数值模拟结果发现,当光束中心偏离锥镜的轴线时,衍射场的分布不再呈对称状分布,尤其在相干区。照明光束的偏离量越大,衍射光斑偏离锥镜的轴线越多。衍射光斑的平均光强随照明光束偏离量的增加迅速减小。这些结果对于锥镜在光镊和光学元件的机械排列等应用中具有一定的指导意义。  相似文献   

8.
基于多光束干涉原理,推导出了高斯光束经过两腔镜不严格平行的F P干涉仪后透射光强度的表达式。在此基础上,数值研究了F P干涉仪腔镜的不平行度对高斯光束透射特性的影响。结果表明:随着F P两腔镜不平行度的增大,透射光的峰值强度总体呈现下降的趋势,且在下降的过程中会出现波动;峰值强度位置将发生移动;光斑的均方根宽度将发生变化。  相似文献   

9.
基于自适应光学技术控制光束近场场强   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
在双变形镜自适应光学系统中,需要主激光出射时与信标光的振幅分布一致、相位共轭,当主激光到达目标时光波的分布与目标上发射的信标光光波分布相同,主激光的振幅和相位都得到校正。根据双变形镜自适应光学技术的概念,提出一种基于自适应光学技术控制光束近场场强的方法,从而实验验证双变形镜技术的可行性。该方法利用哈特曼传感器探测到的波前信息,对变形镜进行控制,实现了对光束近场场强的控制。仿真结果表明该系统对光束近场强度能进行较好地校正,使校正前后光束振幅的残余均方差值从0.310 0降为0.052 2,同时实验也验证了这种方法的可行性。  相似文献   

10.
利用标量衍射理论,将空心高斯光束、贝塞尔高斯光束、平顶高斯光束3类高斯光束的圆孔衍射场进行傅里叶变换,并运用D-FFT算法对其圆孔衍射特性进行了数值计算,得到了衍射场中轴向和径向的光强分布特点,分析了光学参量对衍射结果的影响.分析结果表明:衍射特性与衍射距离、光束的阶数、圆孔束腰半径比等因素有关.  相似文献   

11.
Transforming high-order mode Laguerre–Gaussian beams in the far-field using a 127-actuator deformable mirror controlled by a stochastic parallel gradient descent algorithm is presented. As a phase shift of half wave exists between every neighboring lobes of high-order mode Laguerre–Gaussian beams, there are multiple lobes in the far-field. The suitable beam radius related to the aperture size of the deformable mirror is discussed. Three system performance metrics are evaluated, and encircled energy is preferred. Simulation results show that it is possible to compensate for the phase shifts and other phase aberrations of a high-order mode Laguerre–Gaussian beam and achieve a single bright lobe with this approach. Transforming the far-field intensity distribution of high-order mode Laguerre–Gaussian beams into Gaussian and super Gaussian distributions are also investigated.  相似文献   

12.
The performance of an adaptive optics system depends on multiple factors, including the quality of the laser beam before being projected to the mesosphere. In general, cumbersome procedures are required to optimize the laser beam in terms of amplitude and phase. However, aberrations produced by the optics of the laser beam system are still detected during the operations due to, for example, uncertainty in the utilized models. In this paper we propose the use of feedback to overcome the presence of model uncertainty and disturbances. In particular we use a Linear Quadratic Regulator (LQR) for closed loop laser beam shaping using a setup of two deformable mirrors. The proposed method is studied and simulated to provide an automatic optimization of the Amplitude of the laser beam. The performance of the LQR control algorithm is evaluated via numerical simulations using the root mean square error (RMSE). The results show an effective amplitude correction of the laser system aberrations after 20 iterations of the algorithm, a RMSE less than 0.7 was obtained, with about 140 actuators per mirror and a separation of z=3 [m] among the mirrors.  相似文献   

13.
We model the capabilities of several commercially available microelectromechanical deformable mirrors to compensate for the typical optical wavefront aberrations that occur in the human eye. The simulations include the nonlinear effects of actuator clipping, ocular pupil diameter, beam diameter on the mirror and the number of mirror modes.  相似文献   

14.
双变形镜自适应光学系统像差解耦研究   总被引:2,自引:0,他引:2  
胡诗杰  许冰  吴健  姜文汉 《光学学报》2005,25(12):687-1692
对由大行程变形镜和高空间频率变形镜组成的双变形镜自适应光学系统中的像差解耦原理和限定像差校正算法做了理论分析。认为在高空间频率变形镜的斜率响应矩阵中加入限定像差向量,根据直接斜率法分别计算出两个变形镜的控制电压,可以实现两个变形镜分别对低阶像差和高阶像差的闭环校正。仿真研究了19单元变形镜和61单元变形镜组成的双变形镜自适应光学系统对低阶像差和高阶像差分别校正的情况,结果说明双变形镜自适应光学系统的校正效果与理想行程的单变形镜自适应光学系统的校正效果相当,避免了制作同时具有大行程和高空间频率两个特征的变形镜。  相似文献   

15.
Wang F 《Optics letters》2011,36(22):4383-4385
Diffraction optical devices of modest degrees of freedom (DOF), such as deformable mirrors, have not been exploited as general-purpose transformers of optical fields. Described in this Letter is a method that guides deformable mirrors to optimal surfaces allowed by the DOF for various desirable outcomes. The method is based on a modal optimization procedure with the help of Walsh functions in controlling the variables of the mirrors, i.e. the actuators. It is shown that a deformable mirror of modest DOF can provide field transformations for arbitrary beam-splitting, formation of ring-shaped beams, and coherent beam combining.  相似文献   

16.
A novel focusing mirror based on the shifting of the beam phase according to the Gaussian beam optics enabled us to realize a focusing elements with different focal lengths in different directions and to convert the gyrotron output into a Gaussian-like beam. In this paper, we compare the quality of beams produced by the new system (which includes novel mirrors) and a conventional system consisting of a quasi-optical antenna, an ellipsoidal mirror and two parabolic cylinder mirrors.  相似文献   

17.
提出用两个变形镜实现场共轭的微扰算法,并进行了数值模拟,结果表明,运用该算法所得到的衍射场的强度分布与要求场的强度分布两者之间相当吻合,同时对强度的误差大小及变形镜动态范围的要求作了初步的分析与估计。  相似文献   

18.
37单元双压电片变形镜板条激光光束净化   总被引:2,自引:0,他引:2       下载免费PDF全文
为了校正板条激光器输出光束波前像差,改善输出光束质量,提出了基于37单元双压电片变形镜的板条激光光束净化系统。采用柱面反射式单向扩束器使主振荡功率放大结构板条激光器输出光束尺寸与37单元双压电片变形镜有效口径相匹配,利用随机并行梯度下降算法控制双压电片变形镜面形,进行波前像差闭环校正,校正后光束远场归一化桶中功率提高到净化前的2~3倍。  相似文献   

19.
The possibilities of controlling the laser beam properties by a deformable mirror introduced into the laser optical cavity were studied theoretically and experimentally. The experiments were performed under conditions of an industrial high power transverse flow cw CO2 laser operating with a stable resonator of a folded configuration. A deformable bimorph mirror of a surface profile controlled by the voltage applied to the mirror electrodes is implemented to the laser system as a back cavity mirror or as a one of the inner folding mirrors. The near-and far-field characteristics of the laser beam versus the resonator configuration controlled by the changes of the focal length of the deformable mirror are discussed in the paper. The analysis reveals that the resonator with an inner deformable mirror is much more sensitive to the mirror curvature variations than the resonator in which the deformable mirror is used as a back cavity mirror. The presented results show that dynamic and controllable changes in the resonator properties result in the controlled modification and optimisation of the laser output power and spatial parameters of the laser radiation.  相似文献   

20.
变形镜对千赫兹掺钛蓝宝石飞秒激光频谱相位补偿   总被引:2,自引:2,他引:2  
尝试用光谱展宽的方法从频谱相位(而非时域相位)的角度利用变形反射镜来补偿1kHz飞秒激光系统输出光路的频谱相位畸变,从而提高飞秒激光脉冲的时域强度衬比度,改善其光束质量。频谱相位补偿实验是在一台1kHz掺钛蓝宝石飞秒激光系统输出光路中,针对超短脉冲光束通过传输介质后的频谱相位畸变,引入变形反射镜进行补偿。应用频谱相位干涉直接电场重构(SPIDER)方法和仪器作为测量手段,建立了一套相位测量补偿系统。实验结果表明用变形反射镜可使激光脉冲的相位畸变得到较好的补偿,脉冲的光束质量得到改善。这种方法的主要思想就是将相位补偿转换为空问的光程控制,控制简单且损耗很低,是自适应光学中具有应用前景的一种补偿方法。  相似文献   

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