基于柱面變形反射鏡的低階像差補(bǔ)償技術(shù)研究.pdf

1、板條固體激光器在獲得高平均功率激光輸出方面具有獨特優(yōu)勢，正越來越多地受到人們的關(guān)注。然而由于固體增益介質(zhì)中存在的熱透鏡效應(yīng)、泵浦非均勻性和熱致雙折射效應(yīng)等不良因素，導(dǎo)致輸出光束中存在著較大PV值的低階像差，限制了光束質(zhì)量的進(jìn)一步提高，因此板條固體激光器的低階像差補(bǔ)償技術(shù)研究有著重要的實際意義與廣闊的應(yīng)用前景。本文基于反射式柱面整形系統(tǒng)對板條固體激光器的低階像差補(bǔ)償問題進(jìn)行了研究。
　　論文設(shè)計完成了一套用于補(bǔ)償?shù)碗A像差的反射式柱面

2、光束整形系統(tǒng)。建立了該系統(tǒng)的矩陣光學(xué)模型，分析了其對低階像差的補(bǔ)償原理，給出了離焦、像散系數(shù)與補(bǔ)償控制量的解析算法，并通過實驗研究驗證了反射式柱面光束整形系統(tǒng)中利用解析算法進(jìn)行低階像差補(bǔ)償?shù)目尚行浴?br>　　其次研究了柔性鉸鏈結(jié)構(gòu)的柱面變形反射鏡的結(jié)構(gòu)和工作性能。針對反射式柱面光束整形系統(tǒng)在低階像差補(bǔ)償中存在的不足，進(jìn)一步提出了在整形系統(tǒng)中采用柱面變形鏡進(jìn)行低階像差補(bǔ)償?shù)姆椒?。通過結(jié)構(gòu)力學(xué)分析確定了柱面變形鏡的力學(xué)加載方式；提出了柔性

3、鉸鏈結(jié)構(gòu)的柱面變形鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計，并通過有限元仿真優(yōu)化了變形鏡的結(jié)構(gòu)參數(shù)；對加工制作的樣鏡進(jìn)行了性能測試與標(biāo)定，測試結(jié)果表明，采用柔性鉸鏈的柱面變形鏡具有較大行程和較小的擬合殘差，變形量PV值達(dá)到15μm，殘差PV值小于0.6μm。構(gòu)建了基于柱面變形鏡的低階像差閉環(huán)補(bǔ)償實驗系統(tǒng)，開展了對不同低階像差的補(bǔ)償實驗。實驗結(jié)果表明本文設(shè)計的柱面變形鏡對低階像差具有較好的補(bǔ)償效果，補(bǔ)償后的殘差中低階成分PV值小于0.05μm。光束傳輸因子提高到50％