基于光纤端帽的红外宽波段耦合光学系统设计

新一代红外对抗技术中,需要将红外高峰值功率激光耦合进红外传能光纤中进行传输。针对红外宽波段、高峰值功率激光进行光纤耦合时存在的问题,设计了一种光纤端帽参与聚焦的消色差耦合光学系统,能够对高峰值功率的2.1～4.6μm红外激光进行光纤耦合,并且光纤端帽可以提高光纤端面的损伤阈值。然后,对消色差耦合光学系统进行了详细设计,并选择了最佳三片式消色差玻璃组合ZNS/MGF2/IRG206进行设计,最终在耦合系统焦距为35 mm时,该系统对2.1～4.6μm波段的耦合效率达到92.74%。进一步分析可知,耦合光学系统最佳的焦距范围在35～47 mm,以及焦距在40 mm时,光纤对准最大容差为60μm。     

Zernike环多项式分析光电经纬仪主镜变形

研究了用Zernike环多项式分析光电经纬仪主反射镜变形的方法。首先推导了将有限元分析的变形结果转换成基于波前坐标系的数据形式的转换公式,然后用Zernike环多项式对某光电经纬仪主反射镜的变形进行拟合,计算了主反射镜变形引起的面形误差的峰-谷值(30.7nm)和面形误差均方根值(6.3nm),与实际测量结果相比误差分别为9.2%和10.5%。根据Zernike环多项式系数与Seidel多项式系数的关系,得到了主反射镜变形对光学系统像差造成的影响。将Zernike环多项式系数导入光学系统分析软件Zemax中,可对主反射镜变形后的光学系统进行综合分析,为光学系统修正提供参考。     

一种高效率LD直接端面泵浦技术研究

利用LD直接端面泵浦技术实现的固体激光器,能很好地适用于复杂的机载环境,在工程应用上具有重要的研究价值,研究高效率LD直接端面泵浦技术的设计方法,能获得高光光转化效率的静态激光输出,对后续实现高能量的LD端泵激光光源具有重要的指导意义。针对一种纵向均匀排布的20 Bar LD阵列,利用ZEMAX软件仿真并设计了两种四棱柱光学耦合系统,将端泵阵列的泵浦光通过耦合系统聚焦至工作物质内,两种耦合系统的光束焦点位置各不相同,通过改变聚焦焦点的位置,研究了不同状态下激光能量输出情况。经实验结果可知,针对此平-平腔构型,工作物质(1at%)4 mm×4 mm×10 mm的结构尺寸下,设计泵浦光均匀照射工作物质前端面,焦点距离工作物质前端面为5.5 mm,此时,泵浦光与振荡光的模式匹配程度最高,在此状态下LD直接端面泵浦固体激光器的最大光光转化效率能高达40%。