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提高激光束整形质量的新方法
引用本文:于晓晨,胡家升,王连宝.提高激光束整形质量的新方法[J].中国激光,2012,39(1):116002-240.
作者姓名:于晓晨  胡家升  王连宝
作者单位:于晓晨:大连理工大学信息与通信工程学院, 辽宁 大连 116024
胡家升:大连理工大学信息与通信工程学院, 辽宁 大连 116024
王连宝:大连理工大学信息与通信工程学院, 辽宁 大连 116024
基金项目:国家自然科学基金(60877003)和辽宁省高校重点实验室资助项目(LS2010037)资助课题。
摘    要:从设计优化算法和拟合方法两方面,研究了提高二元光学元件(BOE)激光束整形性能的方法。利用盖师贝格-萨克斯通(GS)算法和平滑修正法相结合的混合算法以及改进的平滑修正法,在保持顶部均匀性的前提下提高了能量转换效率,在极坐标下得到了高质量的均匀圆光束和空心环形光束输出。研究了元件半径、采样点数和初始半径与拟合精度之间的关系。在Zemax中得到了合理的BOE相位结构,输出光束满足设计要求。

关 键 词:光学设计  二元光学元件  激光束整形  平滑修正法  相位拟合
收稿时间:2011/9/13

New Methods for Improving the Quality of Laser Beam Shaping
Yu Xiaochen Hu Jiasheng Wang Lianbao.New Methods for Improving the Quality of Laser Beam Shaping[J].Chinese Journal of Lasers,2012,39(1):116002-240.
Authors:Yu Xiaochen Hu Jiasheng Wang Lianbao
Affiliation:Yu Xiaochen Hu Jiasheng Wang Lianbao(School of Information and Communication Engineering,Dalian University of Technology, Dalian,Liaoning 116024,China)
Abstract:The quality of laser beam shaping is improved using binary optics element (BOE) in two ways:design algorithm and phase fitting method. In polar coordinates system, high quality flat-top beam is obtained by using profile-smoothing and Gerchberg-Saxton (GS) hybrid algorithm. In order to get annular output beam, an improved profile-smoothing algorithm is presented. These two algorithms can maintain high energy conversion efficiency without loss in uniformity. Besides, we research how the radius of BOE, sampling number and initial radius influence the phase fitting accuracy. The machinable BOE phase is obtained in Zemax. The evaluation index shows that the phase structure meets the design requirements.
Keywords:optical design  binary optics element  laser beam shaping  profile-smoothing algorithm  phase fitting
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