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含衍射元件的高功率激光装置中的鬼像分析

留浩飞  
【摘要】:在大功率激光光学系统中,衍射光学元件常用于激光整形和谐波分离,由于多级衍射与多次反射,系统中将会产生杂散光和鬼像,有必要对系统中所有的有效鬼像进行全面分析,包括确定它的位置、虚实、所携带的能量以及对关键元件的作用等。 本课题就是以含衍射元件的大功率激光装置中由于多次残余反射形成的鬼像为研究对象,从光线光学的基本原理出发,应用近轴光线与空间光线追迹相结合的技术路线,提出一种新型的分析方法和数据结构,开发出用于含衍射元件的高功率激光系统杂散光分析的软件。本软件可根据二元器件的台阶数目确定各衍射级的能量,结合对普通器件表面光束的追迹,从而完成对整个系统的光线追迹,由于衍射系统多透射和多反射特性,我们修改了原来使用的二叉树数据结构,使用了多叉树的数据结构,从而更为形象的描述了光线在系统中的传播情况。同时,在对二元面反射光线的追迹中使用设计波长替换的方法,简化了计算。 本课题所产生的软件能满足多程放大系统不同要求的鬼像分析计算,其分析结果能直接应用于激光多程放大系统的设计,对于缩短设计周期、提高光束质量、降低装置造价,具有重要意义及明确的应用前景。


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