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大阵列激光相干合成设计技术研究

胡奇琪  
【摘要】:激光自1960年被发明以来,在高功率、高光束质量等方面有着迅猛的发展。但是在某些特殊场合下,仍未能满足人们的需求。相干合成技术便应运而生。相干合成技术利用多台激光器进行相干合成获得单光束输出,以实现高功率、高亮度。 本论文中作者的主要工作包括: 1.调研了近年来国内外的相关科研单位在相干合成技术方面的发展状况,并总结了各种实验上实现相干合成的技术手段。 2.在理论上计算了单束基模高斯光束和超高斯光束在真空中和夫琅禾费衍射系统中的传播规律,并为二维超高斯光束进行了多基模高斯光束的拟合。建立了透镜系统和非透镜系统两种模型,并设定了相干合成效率和评价方法。 3.对有透镜系统和无透镜系统的相干合成进行数值模拟。通过改变阵列排布方式,阵列大小,光束束腰半径,传播距离来分析这些因素对合成效率的影响。使用相位调制聚焦法来实现无透镜系统向有透镜系统的转变,并分析其优劣。 4.对圆形超高斯光束和正方形超高斯光束的相干合成进行数值模拟。通过改变阵列排布方式,阵列大小,光束束腰半径,传播距离来分析这些因素对合成效率的影响。并与基模高斯光束的结果进行比较。 5.根据文中所得到的结论,拟合了合成效率曲线。并对不同情况下的相干合成光束阵列排布作了设计。


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