收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

高功率激光辐照下光学元件热畸变及远场效能研究

张磊  
【摘要】:在设计及制造高功率激光装置时,除了关注功率密度或总能量外。更应注意激光经传输装置后的光束质量,以使设计及使用要求得以满足。实际应用中,高功率激光在经过反射光学元件时都会因为热变形而产生光束畸变,从而影响输出激光的相位及振幅。但反射光学元件在高功率激光装置应用中受热变形不可避免。且高功率激光装置输出的激光光束质量的下降会随着反射光学元件的热变形的加剧而愈发明显。反射光学元件的热变形已成为限制高功率激光装置输出激光光束质量进一步提高且在制造的高功率激光装置时必须的主要因素之一。 论文的主要内容包括: 1、基于热变形相关理论,借助有限元等数值分析手段,对高功率激光束以45°角度辐照下的反射镜的热变形进行了仿真。但利用有限元仿真得到的光学元件的变形为离散的,需要利用镜面拟合等手段以得到光学元件更全面的面型信息。本文将有限元仿真计算结果利用Zernike多项式对反射光学元件面型进行拟合,输出反射镜变形后的镜面曲面,实现了有限元分析和光学设计衔接。 2.根据流体力学知识,结合微尺度传热理论,分析了Navier-Stokes方程和导热方程对微通道热沉内流体流动与传热描述的有效性,将RNG κ-ε模型用于微通道内流体湍流流动与传热的数值模拟。使用通用有限元计算软件,对高能激光器所产生的激光束以45°角度辐照下水冷反射镜的热变形进行了仿真,对比仿真结果,采用微通道水冷技术,可减小反射镜温度场梯度、减小变形量。 3.设计了适用于高功率激光反射镜冷却的五层微通道结构。探讨了目前微细加工技术,确定采用深层光刻曝光化学腐蚀技术、激光线切割技术和铜直接粘接技术作为制备水冷镜加工工序。并对水冷镜的镜面热变形和镜面精度进行分析,分析表明冷却效果较好,完全达到冷却的目的。 4、为对高功率激光远场光束质量进行了测量,研究大气对激光传输的影响,得出大气对激光传输主要影响因素,对比水冷前后激光远场分布特征,得出水冷反射镜可大大改善高能激光的远场行为,最后对激光远场能量分布测量方案进行综合误差分析。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 范元媛;周军;何兵;顾锡嘉;薛宇豪;李震;魏运荣;董景星;楼祺洪;;双包层光纤光栅的制备及其高功率光纤激光实验研究[J];中国激光;2010年09期
2 辜建辉,郭振华,许德胜;高功率激光长距离传输与导光[J];华中理工大学学报;1995年03期
3 叶琳,彭净,黄祖鑫,蒋晓东;大型激光装置光学元件管理思路[J];激光与光电子学进展;2003年06期
4 肖国华,宋如华;大尺度光学元件列阵非高斯成像研究[J];量子电子学报;1990年04期
5 冯若杰;霍勇刚;王新;;光学元件的高效加工工艺[J];光学技术;1990年04期
6 常胜利,陈哲,胡永明;强激光波前检测中的图像自动识别系统的设计[J];激光与红外;2001年02期
7 ;光学元件库——欧普特科技[J];大学物理;2004年05期
8 ;光学元件库——欧普特科技[J];大学物理;2004年06期
9 ;光学元件库——欧普特科技[J];物理实验;2004年06期
10 王绍民;光学元件列阵的非高斯成像性质 Ⅰ.基础理论[J];浙江大学学报(理学版);1983年04期
11 关珊;;光学元件的薄膜镀层[J];应用光学;1993年01期
12 ;20kW级高功率CO激光器[J];激光与光电子学进展;1996年02期
13 顾媛媛;彭航宇;王祥鹏;单肖楠;尹红贺;刘云;宁永强;王立军;;高功率高亮度半导体激光器件[J];红外与激光工程;2009年03期
14 ;高功率单频激光器RIO GRANDE[J];军民两用技术与产品;2010年05期
15 方晓惠;王清月;刘俊杰;刘博文;栗岩锋;柴路;胡明列;;3.95W高功率超连续光谱产生的实验研究[J];中国激光;2010年06期
16 徐建程;李海波;范长江;许乔;柴立群;;基于Wigner分布函数的光学元件评价方法[J];强激光与粒子束;2010年11期
17 谢瑞清;李亚国;陈贤华;黄浩;王健;许乔;;基于压力补偿原理的抛光面形快速收敛技术[J];强激光与粒子束;2011年02期
18 ;高功率连续Nd:YAG激光器[J];光学学报;1981年02期
19 刘加民,刘清舜;高功率激光系统中应用的优质KDP晶体的生长[J];人工晶体学报;1988年Z1期
20 ;高功率低阶模激光器在我校研制成功[J];湖南大学学报(自然科学版);1990年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王伟平;;强激光对传输光学元件热效应的数值模拟研究[A];中国工程物理研究院科技年报(2003)[C];2003年
2 贺少勃;陈远斌;杨东;刘建国;於海武;刘勇;;高功率片状激光放大器中ASE效应的控制[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
3 许乔;;光学元件高精度波前检测分析[A];第六届全国激光科学技术青年学术交流会论文集[C];2001年
4 金成昌;孟波;任鉴民;;一种新型高功率碱锰电池[A];第二十八届全国化学与物理电源学术年会论文集[C];2009年
5 黄祖鑫;蒋晓东;卓东雷;卓志云;叶琳;任寰;彭净;唐灿;;激光损伤阈值测试与预处理系统研制[A];中国工程物理研究院科技年报(2000)[C];2000年
6 赵云影;李大海;鲍丙芳;;光学元件面形的环路径向剪切干涉检测方法研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
7 施翔春;;高功率固体激光器的发展趋势[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(C 激光技术与应用专题)[C];2006年
8 何晶晶;张湘英;王侠;;高功率光纤耦合器的实验研究[A];2007年全国第十六届十三省(市)光学学术会议论文集[C];2007年
9 周恒;;偶极天线用于高功率微波功率测量的研究[A];第三届全国加速器技术学术交流会论文摘要集[C];2007年
10 郭亚银;张力;黄国溪;杜晨林;阮双琛;;LD端面泵浦Nd:YVO_4复合晶体高功率黄光激光器[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张磊;高功率激光辐照下光学元件热畸变及远场效能研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2012年
2 师智全;大型固体激光装置光学元件结构稳定性分析研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2003年
3 陈晓苹;延长玻璃质光学元件工作寿命的表面强化技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2011年
4 侯立峰;高功率垂直腔面发射半导体激光器热理论与制备工艺研究[D];长春理工大学;2010年
5 彭志涛;强激光复杂光机组件光学元件激光损伤在线检测技术研究[D];中国工程物理研究院;2011年
6 王海林;高功率固体激光器性能优化与实验研究[D];华中科技大学;2004年
7 周雷;高功率Er/Yb共掺光纤放大器的研究[D];天津大学;2010年
8 张祥伟;高功率垂直腔面发射激光器的偏振控制[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
9 谷勇强;投影光刻物镜光学元件的离子束精修技术研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
10 张素梅;有机薄膜场效应晶体管和高功率远结激光器的研究[D];吉林大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹冲;大口径光学元件超精密环抛技术研究[D];四川大学;2004年
2 迟晓丽;离子辅助镀高功率CO_2激光薄膜研究[D];华中科技大学;2004年
3 张艳;数字刀口检测技术的研究[D];四川大学;2004年
4 王帅;碱性条件下高功率放电锌电极的性能研究[D];天津大学;2007年
5 吴彩缘;高功率双包层光纤激光器及其应用[D];厦门大学;2009年
6 喻松;激光的传输特性及其在高功率固体激光系统总体设计中的应用[D];华南师范大学;2002年
7 王健;大口径高精度光学元件数控抛光技术研究[D];四川大学;2004年
8 韩有镇;高功率横流CO_2激光器流道的温度场仿真与参数优化[D];武汉理工大学;2005年
9 黄权;高功率掺Y_b~(3+)双包层光纤激光器研究[D];广西师范大学;2006年
10 陈明;高功率复合微波柘榴石铁氧体的研究[D];西安建筑科技大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 王迅;江苏奇能:4亿元投向“绿色电池”[N];中国有色金属报;2008年
2 山东 杜军;高功率恒光控制电路[N];电子报;2001年
3 冯锦;高功率开创的节能“大空间”[N];中国电力报;2007年
4 王雷;终极“杀手”从蘑菇云中诞生[N];解放军报;2007年
5 ;散热问题持续困扰高功率白光LED的应用[N];电子资讯时报;2007年
6 陈淑玲;茂达电子新推白光LED驱动IC[N];中国电子报;2008年
7 梁立明 DigiTimes;艾笛森发布250流明高亮度单芯片白光LED[N];电子资讯时报;2007年
8 记者 陈勇、通讯员 周宏亮、胡安慰;“光谷激光”与世界巨头并肩称雄[N];湖北日报;2006年
9 李存才;低噪音发电车京城亮相[N];中国财经报;2007年
10 ;可挠式基板在LED布线用基板中应用越来越广[N];电子资讯时报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978