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衍射光学元件实现多模激光光束整形的研究

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衍射光学元件实现多模激光光束整形的研究

发布日期:2020-02-28 作者: 点击:

衍射光学元件(DOE)具有体积小、重量轻、容易复制的优点,并且能够将输入光整形成任意输出分布,因此使用DOE 进行光束整形是一种极为有效的方法。通常采用G-S 算法及其改进算法和模拟退火算法等全局搜索算法,以及两类算法的混合来进行DOE 元件的优化设计。从设计原理可知,这类衍射光学元件的设计是对确定的输入,输出光强分布进行迭代得到的,设计得到的衍射光学元件只能用在特定的输入光强分布的光学系统中,该元件的使用宽容度比较小。当输入光强分布变化较大时,该元件就不再满足使用要求。激光器输出的多模激光一般都不稳定,而且很难用准确的数学表达式表达,因此使用DOE 进行整形比较困难。在多模激光的匀化整形过程中多使用微透镜阵列结构组成的复眼透镜,该结构的优点就是对输入不敏感,但是输出光的轮廓受透镜单元形状的影响只能整形成多边形。因此要将多模激光整形成任意的输出光强分布,还要使用DOE。使用DOE 对多模激光进行整形,要解决的问题主要有:将多模激光用数学表达式进行表示,以方便DOE 的设计;另外,由于多模激光不稳定,需要采用新的DOE 结构提高该元件的使用宽容度

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