反射式光束整形系統(tǒng)的低階像差校正方法研究.pdf

1、固態(tài)激光器擁有結(jié)構(gòu)緊湊、能量轉(zhuǎn)換效率高、系統(tǒng)可靠性高、輸出光束質(zhì)量好以及使用壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此成為了激光器領(lǐng)域的重要研究方向。但是隨著固態(tài)激光器平均輸出功率的不斷提高，激光晶體熱效應(yīng)變得愈發(fā)明顯，導(dǎo)致激光器輸出光束中包含了PV值高達(dá)上百微米的低階像差成分，嚴(yán)重降低了固態(tài)激光器輸出光束質(zhì)量。本文對反射式光束整形系統(tǒng)的低階像差校正方法進(jìn)行了研究，探求能夠?qū)Φ碗A像差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)挠行侄?，使?jīng)過校正系統(tǒng)的輸出光束 PV值降低到變形鏡可以校正的

2、范圍之內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)激光器輸出光束的兩級校正，達(dá)到改善光束質(zhì)量的目的。
　　文章深入分析了現(xiàn)有低階像差校正方案的技術(shù)特點(diǎn)和局限性，根據(jù)高功率化學(xué)激光器和板條固體激光器輸出光束整形和低階像差校正的需求，分別設(shè)計(jì)并構(gòu)建三柱一球和兩柱一球反射式光束整形系統(tǒng)仿真模型各一套，并對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，有效減小了系統(tǒng)靜態(tài)像差。
　　基于數(shù)據(jù)動態(tài)交換技術(shù)（DDE）實(shí)現(xiàn)了Matlab對系統(tǒng)仿真模型結(jié)構(gòu)參數(shù)的程序控制，并在此基礎(chǔ)上對系統(tǒng)靈敏度

3、進(jìn)行了分析，得到結(jié)果如下：離焦和0度像散對球面鏡和X方向柱面鏡相對于初始位置的位移量敏感；45度像散對X方向柱面鏡繞光軸的旋轉(zhuǎn)敏感。
　　通過構(gòu)建基于PID控制算法的反射式光束整形系統(tǒng)的低階像差校正仿真模型驗(yàn)證系統(tǒng)對不同類型和大小的低階像差的校正效果、校正穩(wěn)定性和校正速度，得到仿真計(jì)算結(jié)果如下：平均經(jīng)過不超過15次調(diào)節(jié)，系統(tǒng)輸出光束PV值可以降至0.5λ，系統(tǒng)可以對離焦、0度像散和45度像散進(jìn)行有效的校正。
　　對反射式光束