基于ZEMAX的激光扩束系统设计开题报告 毕业设计(论文)
激光变倍准直扩束系统设计
l
引
言
由于激光具有光能量集中、 方向性和单色性好等特点， 激光准直扩束系统1 1 1 被 广 泛 的 应 用 在 激 光 测 距 |21, 激 光切割， 空间光学， 激光干涉仪， 激 光 制 导 等 各 个 领 域 。激 光 器 输 出 方 向 性 极 好 的 细 激 光 束 ， 有 着0 . 2~ 5 m r a d 极 小 发 散 角 P1; 在 精 密 测 量 中 ， 还需采取办法进一步提高其准直性， 改 变 激 光 光 斑 大 小 。激 光 准 直 扩 束 系 统 能 进 一 步 压 缩 发 散 角 和 扩 大 光 斑 尺 寸 。而 目 前 为 止 大 扩 束 比 的 准 直 扩 束 系 统 扩 束 比 为 定 值 ， 且大都采用反射式扩 束 系 统 |41， 反射式扩束系统采用非球面反射镜1 5 1 的结构， 具有加工难度大， 不 易 调 整 等 特 点 。 目前还有一种利用 衍 射 型 台 阶 化 面 型 近 似 二 次 非 球 面 的 激 光 扩 束 方 案 |61， 对典型的束腰半径为2 m m 的高斯光束， 实现了 2 . 8 倍的 理论扩束比， 这种方法采用了近似非球面的衍射型元件， 加工难度大， 理论计算复杂， 不 易 实 现 。 本文基于无
后 固 定 组 。在 三 组 元 透 镜 组 合 1 8 1 而成的无焦变倍准直扩束系统中， 当变倍组移动时， 其放大率会有所变化。 这时若通过移动补偿组， 使变倍组的像点恰与补偿组的前焦点重合， 则此时的光学系统仍然是一个无焦系 统 |91， 并 且 出 射 光 束 口 径 会 通 过 这 两 组 透 镜 的 移 动 而 发 生 变 化 。一 般 情 况 ， 三组元透镜组可采用“ 正一负一 正” 、 “ 负一 正 一 负 ” 或“ 负一负一正” 等 形 式 。与 “ 负一正一负” 和“ 正_ 负一正” 相比， “ 负一负一正” 具有组合 长 度 短 和 可 快 速 变 倍 的 优 点 。下 面 详 细 介 绍 “ 负一负一正” 结 构 的 无 焦 变 倍 原 理 。系 统 结 构 如 图 1 所 示 ： 其 中 L, 为前固定组； 1^为 变 倍 组 ； L 3 为 补 偿 组 。 弋 为 前 固 定 组 L , 与 变倍 组 1 ^ 2 之 间 的 间 隔 ； < 为变倍组1^2 与 补 偿 组 L 3之间的间隔； 屯 为 前 固 定 组 L , 与 补 偿 组 L , 之 间 的 间 隔 ||(>|。 (a ) 吨 （ b)
柱面镜扩束系统
柱⾯镜扩束系统柱⾯镜扩束系统⼀、实验背景ZEMAX 是⼀套综合性的光学设计仿真软件，它将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在⼀起，它能够在光学系统设计中实现建模、分析和其他的辅助功能。
ZEMAX中有很多功能能够通过选择对话框和下拉菜单来实现。
同时，也提供快捷键以便快速使⽤菜单命令，ZEMAX 不只是透镜设计软件⽽已，更是全功能的光学设计分析软件，具有直观、功能强⼤、灵活、快速、容易使⽤等优点。
ZEMAX功能说明：1、序列性（ Sequential ）光线追迹⼤多数的成像系统都可由⼀组光学表⾯来描述，光线按照表⾯的顺序进⾏追迹。
如相机镜头、望远镜镜头、显微镜镜头等。
ZEMAX 拥有很多优点，如光线追迹速度快、可以直接优化并进⾏公差计算。
ZEMAX 中的光学表⾯可以是反射⾯、折射⾯或绕射⾯，也可以创建因光学薄膜造成不同穿透率的光学⾯特性；表⾯之间的介质可以是等向性的，如玻璃或空⽓，也可以是任意的渐变折射率分布，折射率可以是位置、波长、温度或其它特性参数的函数。
同时也⽀持双折射材料，其折射率是偏振态和光线⾓度的函数。
在 ZEMAX 中所有描述表⾯的特性参数包括形状、折射、反射、折射率、渐变折射率、温度系数、穿透率和绕射阶数都可以⾃⾏定义。
在 Sequential的光源追迹中，光源由物⾯上的视场或Bitmap扩展光源定义。
有常规的点光源，视场点可由⾓度、物⾼、实际像⾼或近轴像⾼来定义；点光源可以⽤不同权重定义，还可以分别指定每个光源的渐晕，进⽽调整不同视场的相对照度或F/＃。
ZEMAX也⽀持像散或椭圆形状的⼆极体光源及扩展光源，这些光源允许使⽤者⽤ASCII码⾃⾏定义的，它类似于Bitmap 图形，或⽤标准的Windows BMP或JPG格式⽽且各个象素上的光强度可以是不同的。
2、⾮序列性（ Non-Sequential ）光线追迹很多重要的光学系统不能⽤ Sequential 光线追迹的模式描述，例如复杂的棱镜、光机、照明系统、微表⾯反射镜、⾮成像系统或任意形状的对象等，此外散射和杂散光也不能⽤序列性分析模式。
ZEMAX光学设计报告
光学设计报ZEMA一、设计目通过对设计一个双胶合望远物镜，学zema软件的基本应用和操作二、设计要的双胶合望远物镜，且相对孔径1:1设计一个全视场角1.56°，焦距1000m=13.6m要求相高三、设计过1双胶合望远物镜系统初始结构的选1.选由于该物镜的全视场角较小，所以其轴外像差不太大，主要校正的像差有球差、正弦差位置色差。
又因为其相对孔径较小，所以选用双胶合即可满足设计要求。
本系统采用紧型双胶合透镜组，且孔径光阑与物镜框相重合1.确定基本像差参根据设计要求，假设像差的初级像差值为零，即球；正弦；位置色s由此可得基本像差参量。
那么按初级像差公式可F1.冕牌玻璃在前0.0.80.0.8火石玻璃在前0.008因为没有指定玻璃的种类，故暂选用冕牌玻璃进行计1.选定玻璃组鉴玻璃的性价比较好，所以选作为其中一块玻璃。
查表发现0.000.030.008Z组合，此时对应最接近的组合。
此系统选Z组合的折射的折射0.038311.6721.516Z1.74.284070.06092.009402.4求形状系1.考虑到任何实际的透镜组总是有一定的厚度，因此需要把薄透镜组转换成后透镜组100m1/110m。
选用压圈方式根据设计要，则通光口3.m，由此可求得透镜组定透镜组，该方式所需余量由《光学仪器设计手册》查得103.m外径对于凸透镜而言；假分别为球面矢高为折射球面曲率半径为透镜外径如图所示，由上式可求。
将所求的的结果代入下式中可求得凸透镜最小2.62.1缘厚103.4.88.m11利用下式可求得凸透镜的最小中心厚m10.01.02.611.6对于凹透镜而言：先求，再代入下式中可求得凹透镜最小边缘厚1.0.02.6103.11.6m11利用下式可求得凹透镜的最小中心厚不变的条件下进行薄透镜变换成后透镜时，应保四、设计结果）1.1、入瞳直径的设定（图11.1图）2.12、视场角的设定（图2.1图）3.13、工作波长的设定（图3.1图）4.24.1、4、评价函数的选择（图4.1图4.2图）55.1、系统的透镜参数表（5.1图）6.1、优化工具窗口（图66.1图）7.17、系统的结构轮廓图（7.1图）8.1（图MTF、系统的8FFT8.1图）9.1（图PSF FFT、系统的9．9.1图）10.1图（图CURV/DIST10、系统的FIELD）10.1（图）11.1（图图DISTORION GRID、系统的11．11.1图）12.1（图12、系统的SPOT DIAGRAM图12.1图）13.1图（图COLOR TERALLA、系统的13．13.1图）14.1（图FAN14、系统的RAY图14.1图图FAN OPD、系统的15）15.1（图15.1图）16.1（图图、系统的WA VEFRRONT MAP1616.1图）17.1（图图energy encircled diffraction、系统的17．17.1图（数据如下）data system18、系统的DataSystem/PrescriptionFiles\ZEMAX\SAMPLES\LENS.ZMXC:\Program:File Title:2014OCT29Date:WEDTA:DA LENS GENERAL5Surfaces:1Stop:100Aperture=Pupil Entrance Diameter:SystemGB903-87中国Catalogs:SCHOTTGlass OffRay Aiming:0.00000E+000=Uniform,factorApodization:2.00000E+001(C):Temperature 1.00000E+000:TM)Pressure(A Off:Environment To Data Index Adjust pressure)andtemperaturesystematLengthFocalEffective:air(in999.6842space):LengthFocalEffective(in999.6842image989.2692LengthFocalBack:1013.029Track Total:9.996842SpaceImage:F/#9.996842:F/#Working Paraxial9.996906:F/#Working0.04995335:Image Space NA5e-009:Object Space NA50:Stop Radius13.61011:Image HeightParaxial 0:Paraxial Magnification100:Pupil DiameterEntrance0:Pupil Position Entrance100.4728Pupil Diameter:Exit-1004.411Pupil Position:Exitdegreesin AngleField Type:0.78Field:Maximum Radial祄0.5875618:Primary Wavelength MillimetersUnits:Lens0.9952938Magnification:Angular5Fields:degrees Angle inField Type:Weight#Y-V alueX-Value 1.00000010.0000000.000000 1.00000020.2340000.0000001.00000030.3900000.000000 1.0000000.00000040.551000 1.0000000.00000050.780000 FactorsVignettingAN#VCXVDXVVDYVCY0.0000000.0000000.00000010.0000000.0000000.0000000.00000020.0000000.0000000.0000000.0000000.0000000.0000000.00000030.0000000.0000000.00000040.0000000.0000000.0000000.0000000.0000000.00000050.0000000.0000003:Wavelengths祄Units:Weight#Value 1.00000010.486133 1.00000020.587562 1.0000000.6562733．。
Zemax激光高斯光束仿真——开题报告
Zemax激光高斯光束仿真_____开题报告学生：陈琪物理与信息工程学院指导老师：陈翔宇江汉大学一．研究的目的和意义激光自60年代初问世以来，由于其亮度高、单色性好、方向性强等优点，在许多领域得到了广泛应用。
例如激光加工、激光精密测量与定位、光学信息处理和全息术、模式识别和光计算、光通信等。
但无论激光在哪方面的应用，都离不开激光束的传输，因此研究激光束在各种不同介质中的传输形式和传输规律，并设计出实用的激光光学系统，是激光技术应用的一个重要问题。
激光具有方向性好能量散射少接近与单色光单位面积能量高等优点所以在光纤通信材料加工等方面有广泛应用。
光作为目前应用领域不论是在工业切割还是在医学光子领域各种各样的场合越来越需要引进这种光源。
但由于激光具有单位面积能量高不易进行实物实验；还有就是各种光学元器件价格昂贵为了减少损失各种光学模拟软件应运而生。
光学模拟软件可以极大程度的还原真实的实验过程可以做各种各样的光路模拟波形仿真。
Zmax作为一款光学模拟软件其具有上手容易功能强大基本可以满足光学设计要求。
二．国内外现状及发展趋势Zmax作为一款光学模拟软件其具有上手容易功能强大基本可以满足光学设计的要求，目前市面上主要的光学辅助设计软件有■Zemax （光学设计软件）■TracePro（光学仿真软件）■ASAP（光学仿真软件）■LightTools（光学仿真软件）■CODEV (Optical Research Associates )■OSLO （Lambda光学设计软件）•ZEMAX 是将实际光学系统的设计概念、优化、分析、公差以及报表集成在一起的一套综合性的光学设计仿真软件。
•OSLO 是处理光学系统的布局和优化的代表性光学设计软件。
•CODE V是Optical Research Associates推出的大型光学设计软件，功能非常强大，价格相当昂贵。
•TracePro 是能进行常规光学分析、设计照明系统、分析辐射度和亮度的软件。
基于 ZEMAX 的二维变焦扩束光学系统设计
基于 ZEMAX 的二维变焦扩束光学系统设计于陶然;王超;唐晓军;刘洋【摘要】For the size control problem of slab laser’s output beam,a two-dimensional continuous zoom beam expender optical system is designed which expander ratio can reach 14 ~20 ×in the direction of X and 1.25~1.55 ×in the direction of Y.The movement rule of the fixed part,zooming part and compensating part are derived through the analy-sis of the three component zoom lens.The theoretical value is optimized by the ZEMAX,which makes the aberration of the system meet the requirement.Working wavelength of the system is 1064nm,and the size of output beam in a cer-tain range can be expanded to 35 ~40 mm.The system has some advantages of a simple structure,a short zoom dis-tance and a smooth zoom path.%针对板条激光器出射光束的尺寸控制问题，设计了一个在 X 方向扩束倍率为14～20×，Y 方向扩束倍率为1．25～1．55×的二维连续变焦扩束光学系统。
基于ZEMAX的激光光束整形技术试验研究
在激光技术的许多应用领域中, 光束质量至关 重要。激光材料加工 , 光学信息处理、 存储和记录 , 激光的医学临床应用等领域, 都对光束质量有较高 的要求。在非线性光学的频率变换技术中, 要求抽 运激光束强度均匀 ; 在高功率固体激光器和放大器 中, 输入光束的不均匀性会导致非线性效应, 使输出 光束质量变坏, 甚至损坏激光工作物质。激光光束 质量不仅影响激光器的整体性能 , 也极大地影响激 光技术的应用水平。通常激光器发出的激光束的空 间强度分布呈高斯分布 , 即高斯激光束。在很多应 用中 , 希望激光束是均匀分布。因此, 对激光光束进
基于zemax的激光光束整形技术试验研究中北大学电子测试技术国家重点实验室山西太原030051由于半导体激光器的发散角较大且输出的光束光斑是椭圆形因此需要对其输出的光束进行空间整形成一个近似圆形的激光光斑
Vo l. 50 No 3
工程与试验 EN GIN EERIN G & T EST
Sep. 2010
经过扩束镜准直整形之后 , 半导体激光器的发 散角为: = D L ( 2)
L 代表激光传输距离 , D 代表经过扩束准直之 后的光斑直径。将准直之后的参数按上述要求代入 公式 ( 2) , 得: 50 = 0 22m rad; 100 = 0 2m rad; 150 = 0 22mr ad ;
200
衔接扩束镜之后所测得的光斑尺寸数据 50 1 1 100 2 0 150 3 3 200 4 1
传输距离 ( m) 光斑尺寸 ( cm)
3 3 试验结果分析 在未加扩束镜之前 , 激光器的发散角大小按下 式计算 : = D L ( 1)
L 代表激光传输距离 , D 代表光斑直径。 L 分 别取 50m 、 100m 、 150m 以及 200m 。相应的 D 选取 4 5cm 、 10 5cm 、 15 2cm 及 19 8cm 。代入公式( 1) ,
ZEMAX光学设计报告
ZEMAX 光学设计报告一、设计目的通过对设计一个双胶合望远物镜，学会zemax 软件的基本应用和操作。
二、设计要求设计一个全视场角为1.56°，焦距为1000mm ，且相对孔径为1:10的双胶合望远物镜，要求相高为y`=13.6mm 。
三、设计过程1.双胶合望远物镜系统初始结构的选定1.1选型由于该物镜的全视场角较小，所以其轴外像差不太大，主要校正的像差有球差、正弦差和位置色差。
又因为其相对孔径较小，所以选用双胶合即可满足设计要求。
本系统采用紧贴型双胶合透镜组，且孔径光阑与物镜框相重合。
1.2确定基本像差参量根据设计要求，假设像差的初级像差值为零，即球差0'0=L δ；正弦差0'0s =K ；位置色差0'0=FC l δ。
那么按初级像差公式可得0===∑∑∑I I I I C S S ,由此可得基本像差参量为0===I ∞∞C W P 。
1.3求0P)(()⎪⎩⎪⎨⎧+-+-=∞∞∞∞火石玻璃在前时冕牌玻璃在前时2202.085.01.085.0W P W P P因为没有指定玻璃的种类，故暂选用冕牌玻璃进行计算,即0085.00-=P 。
1.4选定玻璃组合鉴于9K 玻璃的性价比较好，所以选择9K 作为其中一块玻璃。
查表发现当000.0=I C ,与0085.00-=P 最接近的组合是9K 与2ZF 组合，此时对应的038.00=P 。
此系统选定9K 与2ZF 组合。
9K 的折射率5163.11=n ，2ZF 的折射率6725.12=n ，038319.00=P ,284074.40-=Q ,06099.00-=W ，009404.21=ϕ，44.2=A ,72.1=K 。
1.5求形状系数Q一般情况下，先利用下式求解出两个Q 的值：AP P Q Q 00-±=∞再与利用下式求的Q 值相比较，取其最相近的一个值：)(1200+-+=∞A P WQ Q因为 0P P ≈∞，所以可近似为284074.40-==Q Q ,06099.00-==∞W W 。
zemax课程设计实验报告
zemax课程设计实验报告一、教学目标本课程旨在通过学习Zemax课程设计实验报告，让学生掌握光学设计的基本原理和方法，培养学生运用Zemax软件进行光学系统设计和分析的能力。
1.掌握光学基本概念和原理，如透镜、镜片、光路等。
2.熟悉Zemax软件的操作界面和功能。
3.了解光学系统设计的基本步骤和方法。
4.能运用Zemax软件进行简单光学系统的设计和分析。
5.能根据设计要求，优化光学系统性能。
6.能撰写简单的Zemax课程设计实验报告。
情感态度价值观目标：1.培养学生对光学学科的兴趣和好奇心。
2.培养学生团队合作精神和自主学习能力。
3.培养学生关注实际问题，运用所学知识解决实际问题的意识。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括光学基本概念、Zemax软件操作、光学系统设计方法和实验报告撰写。
1.光学基本概念：包括透镜、镜片、光路等基本知识。
2.Zemax软件操作：学习Zemax软件的操作界面、功能和基本操作。
3.光学系统设计方法：学习光学系统设计的基本步骤和方法，如系统需求分析、光学元件选型、光学设计等。
4.实验报告撰写：学习如何撰写Zemax课程设计实验报告，包括实验目的、原理、过程、结果和结论等。
三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
1.讲授法：用于讲解光学基本概念、原理和Zemax软件操作方法。
2.讨论法：用于探讨光学系统设计方法和实验报告撰写技巧。
3.案例分析法：分析实际案例，让学生了解光学系统设计的应用和实际意义。
4.实验法：让学生动手实践，培养实际操作能力和解决实际问题的能力。
四、教学资源本课程所需教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备。
1.教材：选用《Zemax课程设计实验报告》教材，用于指导学生学习光学基本概念和Zemax软件操作。
2.参考书：提供相关光学设计和Zemax软件使用的参考书籍，丰富学生的知识储备。
ZEMAX光学设计报告
ZEMAX光学设计报告一、引言ZEMAX是一种广泛应用于光学设计和仿真的软件工具，它提供了一系列功能强大的工具和算法，可以帮助光学工程师进行光学系统的设计、优化和分析。
本报告将介绍使用ZEMAX进行的光学设计，并详细阐述设计的目的、方法和结果。
二、设计目的本次光学设计的目的是设计一种能够产生高质量成像的透镜系统。
通过使用ZEMAX软件进行光学设计和优化，我们希望能够在保持高分辨率和低畸变的同时，尽可能减小像差和光能损失，实现最佳成像效果。
三、设计方法1.初始设计：根据设计要求和限制条件，我们首先进行了初步的系统设计。
选取了适当的光学元件，如凸透镜、凹透镜、平面镜等，通过摆放和调整位置来搭建初始的光学系统。
2. Ray Tracing：使用ZEMAX的Ray Tracing功能，我们可以模拟光线在光学系统中的传播和反射。
通过调整折射率、半径和曲率等参数，我们可以对光线进行控制和优化，实现所需的成像效果。
3. Aberration Analysis：使用ZEMAX的Aberration Analysis功能，我们可以对系统的像差进行分析。
通过查看球差、色差、像散、畸变等参数，我们可以对光学系统进行调整和优化，以提高成像的质量和准确性。
4. Optimization：在初步设计和光线追迹分析的基础上，我们使用ZEMAX的优化功能来调整光学系统的各个参数，以达到最佳的成像效果。
通过设置目标函数和约束条件，优化算法可以在设计空间中最优解，帮助我们找到最佳的设计方案。
5. Iterative Refinements：根据优化结果，我们进行了反复的调整和优化，以进一步改善光学系统的成像效果。
通过多次迭代，我们逐渐接近最优解，达到了设计要求。
四、设计结果通过使用ZEMAX进行光学设计和优化，我们成功地设计出了一种可以产生高质量成像的透镜系统。
经过多次优化和迭代，我们达到了如下设计目标：1.高分辨率：经过系统优化，我们成功降低了球差和色差等像差，提高了光学系统的分辨率。
Zemax初学者教程(光学设计)习作五：多重结构的激光扩束器
Zemax初学者教程（光学设计）习作五：多重结构的激光扩束器你将学到：使用multi-configuration capability。
假设你需要设计一个在波长λ＝1.053μ下操作的laser beam expander，Input diameter为100mm，而output diameter为20mm，且Input 和output 皆为collimated。
在此设计之前，我们必须遵守下列设计条件：只能使用2个镜片；本设计在形式上必须是Galilean（没有internal focus）；只有一个aspheric surface可以使用；此光学系统必须在λ=0.6328μ下完成测试；本设计任务不只是要矫正aberration而已，而是在两个不同wave lengths 的情况下都要做到。
先谈谈条件2中什么是Galilean呢？Galilean就是光线从入射到离开光学系统，在光学系统内部不能有focus现象，在本例中即beams在两个镜片之间不能有focus。
好在本系统不是同时在2个wavelengths下操作，所以在- 1 –好的设计取决于你的知识和经验，而不是Zemax这样的工具，好的镜头出自你的头脑。
——道冲/charlietian /charlietian11- 2 –好的设计取决于你的知识和经验，而不是Zemax 这样的工具，好的镜头出自你的头脑。
——道冲/charlietian /charlietian11操作时我们可以变动某些conjugates 。
现在开始设计，依据下图的LDE 表键入各surface 的相关值。
其中surface 5的surface type 从Standard 改为Paraxial ，这时在镜片后面的focal length 项目才会出现。
注意到使用paraxial lens 的目的是把collimated light （平行光）给focus 。
同时把surface 5的thickness 及focal length 皆设为25。
激光设计开题报告
激光设计开题报告引言激光设计作为现代科学技术的重要组成部分，对于许多领域的研究和应用都发挥着重要的作用。
本开题报告旨在介绍激光设计的研究背景、目的和意义，并提出本研究的主要内容和方法。
一、研究背景在科技的快速发展和社会需求的驱动下，激光技术在许多领域得到广泛应用。
无论是在医疗、通信、材料加工还是科学研究等领域，激光设计都扮演着重要的角色。
激光的特点，如高能量密度、高聚焦性和单色性等，使其成为众多应用中的首选技术。
然而，激光设计的研究和应用仍存在许多挑战。
其中包括光束质量优化、激光系统设计和激光器稳定性等问题。
因此，对激光设计进行深入研究，以提高激光的性能和应用效果，具有重要意义。
二、研究目的和意义本研究旨在通过对激光设计的研究和优化，提高激光器的性能和稳定性。
具体目标如下：1. 优化光束质量：通过对激光光束进行优化设计，提高其聚焦能力和均匀性，从而满足不同领域应用的需求。
2. 设计高效激光系统：针对特定应用场景，设计高效的激光系统，提高激光的输出功率和能量转换效率。
3. 提高激光器稳定性：通过设计精确的光学和电子控制系统，提高激光器的稳定性，减少功率波动和噪声。
通过实现以上目标，本研究将为激光技术的进一步发展和应用提供理论和技术支持。
三、研究内容和方法本研究将主要围绕激光设计进行，重点包括光束质量优化、激光系统设计和激光器稳定性等方面。
1. 光束质量优化：通过分析和优化激光光束的传输特性和改进光学元件，提高光束的聚焦能力和均匀性。
采用数值模拟和实验验证相结合的方法，对比不同优化方案。
2. 激光系统设计：针对不同的应用场景，设计高效的激光系统，包括激光源、功率稳定性控制和光学元件等。
使用光学设计软件和建模工具，对各个组件进行设计和优化。
3. 激光器稳定性研究：通过设计精确的光学和电子控制系统，提高激光器的稳定性。
研究激光器在不同环境和工作条件下的性能稳定性，采用实验测试和数值模拟等方法进行验证。
4. 结果分析和评估：对优化后的激光系统进行实验测试和性能评估，分析结果并与传统方法进行对比。
基于ZEMAX的激光扩束系统设计开题报告 毕业设计(论文)
毕业设计开题报告
学生姓名：学号：
学院、系：
专业：光电信息工程
设计题目：基于ZEMAX的激光扩束系统设计指导教师:
年月日
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；
2．开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。
文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；
4．学生的“学号”要写全号（如020*******,为10位数），不能只写最后2位或1位数字；
5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；
6. 指导教师意见和所在专业意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。
图1.1 Φ300 HTM激光扩束器
毕业设计开题报告
图2.1 卡塞格林系统
图2.2 格里高利系统
从对上述两种系统的分析可以看出,轴对称的结构形式使它们都存在中心遮拦现象
(b) 离轴的格里高利扩束系统图3.3 离轴反射式扩束系统
毕业设计开题报告。
激光扩束系统的结构失调分析、优化和变倍技术研究的开题报告
激光扩束系统的结构失调分析、优化和变倍技术研究的开题报告一、选题背景和意义激光技术由于其独特的性能和应用领域的广泛性，在现代科学技术领域中得到了广泛的应用。
激光扩束系统是激光加工系统中一个非常重要的组成部分，主要用于将激光束从小孔或头发丝大小的输出口扩大到一定的尺寸以适应特定加工需求。
但是，在实际应用中，激光扩束系统的结构失调问题经常会出现，导致系统的性能下降。
因此，对激光扩束系统的结构失调分析、优化和变倍技术研究具有重要的意义。
二、研究内容和方法本文将对激光扩束系统的结构失调问题进行系统研究。
具体研究内容包括：1.激光扩束系统的结构失调分析。
分析激光扩束系统的结构组成，确定易造成结构失调的关键部件和因素。
采用有限元仿真和实验测试等方法，对结构失调问题进行深入分析和研究。
2.激光扩束系统的优化设计。
结合结构失调分析结果，提出改进方案并进行仿真验证，对激光扩束系统的结构、组件和连接方式等进行优化设计，从而提高扩束系统的稳定性和可靠性。
3.激光扩束系统的变倍技术研究。
针对激光扩束系统的变倍技术，进行理论分析和仿真验证，确定最佳变倍方案。
同时，开发新型变倍器件和控制系统，实现对激光扩束系统的精密控制。
本文将采用理论分析、数值仿真和实验测试等多种方法进行研究，从而全面深入地掌握激光扩束系统的结构失调问题及其解决方案，为实现激光加工系统的高效稳定运行提供理论和技术支持。
三、研究预期成果1.建立激光扩束系统的结构失调分析模型，深入分析结构失调的影响因素和机理。
2.提出激光扩束系统的组件优化设计方案，通过仿真验证和实验测试进行连续改进。
3.研发新型激光扩束系统的变倍器件和控制系统，实现对激光扩束系统的高精度控制，提高扩束系统的加工精度和稳定性。
四、研究进度计划第一年：1.梳理相关文献，分析现有的研究和应用情况，确定研究目标和方向。
2.建立激光扩束系统的结构失调分析模型，研究结构失调的影响因素和机理。
第二年：1.提出激光扩束系统的组件优化设计方案，通过仿真验证和实验测试进行连续改进。
基于ZEMAX的激光扩束系统设计开题报告综述
毕业设计开题报告
学生姓名：学号：
学院、系：
专业：光电信息工程
设计题目：基于ZEMAX的激光扩束系统设计指导教师:
年月日
开题报告填写要求
1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；
2．开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）。
文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；
4．学生的“学号”要写全号（如020*******,为10位数），不能只写最后2位或1位数字；
5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；
6. 指导教师意见和所在专业意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。
图1.1 Φ300 HTM激光扩束器
毕业设计开题报告
图2.1 卡塞格林系统
图2.2 格里高利系统
从对上述两种系统的分析可以看出,轴对称的结构形式使它们都存在中心遮拦现象
(b) 离轴的格里高利扩束系统图3.3 离轴反射式扩束系统
毕业设计开题报告。
激光扩束系统设计
光学设计Optical design题目名称：准直扩束系统的设计学校：长春理工大学学院：光电工程学院专业：光电信息工程学号：*********姓名：***2014.01.08目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2激光束及其准直扩束的原理 (1)1.2.1激光高斯光束的特性1.2.2激光束准直扩束的原理1.3折射型扩束器基本结构 (4)1.3.1开普勒扩束镜1.3.2伽利略扩束镜第二章光学设计软件ZEMAX概述 (5)第三章激光准直扩束系统设计 (9)3.1 准直扩束系统的参数确定 (9)3.2确定激光扩束系统的初始结构 (9)3.3 ZEMAX的优化 (11)第一章绪论1.1引言激光扩束系统是激光干涉仪、激光测距仪、激光雷达等诸多仪器设备的重要组成部分，其光学系统多采用通过倒置的望远系统，来实现对激光的扩束，其主要作用是压缩激光束的空间发散角，使扩束后的激光束口径满足其他系统的要求。
激光器发出的光束直径很细小，通常只有零点几到几毫米，激光束的这些特性在某些方面是很有用的。
然而在一些应用领域中需要的确是宽光束，如激光全息、光信息处理、激光照明、激光测距等。
例如在激光干涉仪的应用中，它要照射比激光束口径大得多的被测物体，然后通过光束的干涉来实现测量。
又如在激光的全息应用中，它要照射比激光束口径大得多的全息记录介质，以实现信息的记录和重现。
因此需要使用激光扩束系统来实现激光束的准直扩束。
1.2激光束及其准直扩束的原理1.2.1激光高斯光束的特性激光束的性质是由激光共振腔的几何形状和尺寸决定的,激光束具有特殊的结构,光束呈双曲线形，光束的截面上最小处称束腰(见图2.1),其半径为其中，b为共振腔的共振参数。
共振腔的共焦参数b可由下式求得:其中，R为共振腔球面镜的曲率半径，d为共振腔二镜面之间的距离。
1.2.2激光束准直扩束的原理最通用的扩束镜起源于伽利略望远镜，通常包括一个输入负透镜和一个输出正透镜。
Zemax激光设计
Zemax激光设计1. 简介Zemax是一种用于光学设计和仿真的软件，可用于激光器系统的设计和优化。
本文将介绍如何使用Zemax进行激光设计，并讨论一些常见的激光设计问题和解决方案。
2. Zemax激光器模拟Zemax可以模拟激光系统中的光束传播、反射、折射和衍射等光学过程。
使用Zemax进行激光器模拟的一般步骤如下：1.创建系统：使用Zemax的系统编辑器创建一个光学系统，包括激光器和光学元件。
可以在系统中添加光源、透镜、反射镜、隔离器、偏振器等。
2.设置光源：选择合适的光源类型，并设置光源的参数，如波长、功率、光斑大小等。
可以根据实际需求选择不同的光源模型，如高斯光源、平面波光源等。
3.设计光路：通过添加透镜、镜片、反射镜等元件，设计出完整的光学路径。
可以对这些元件进行参数调整和优化，以达到所需的光束形状和品质。
4.分析结果：使用Zemax的分析工具，对模拟结果进行评估和优化。
例如，可以计算光束直径、聚焦度、能量分布等参数，并根据需要调整光学元件的位置和参数。
5.优化设计：根据实验结果和需求，对光学系统进行进一步的优化。
可以使用Zemax的优化工具，自动搜索最佳的光学参数组合。
3. 激光设计中的常见问题与解决方案3.1 光束修形在激光器设计中，常常需要将初始光束修形为所需的光束形状，如高斯光束、束腰等。
Zemax提供了优化工具，可以通过调整透镜和镜片的参数，使光束达到最佳形状和品质。
3.2 光路对齐光路对齐是指调整光学元件的位置和方向，以使光束尽可能准确地通过系统。
Zemax提供了光路径追踪和反射衍射分析工具，可以帮助用户找到最佳的光学元件位置和角度。
3.3 聚焦和能量分布在激光器设计中，聚焦度和能量分布是两个重要的参数。
Zemax可以计算和优化光束的聚焦度和能量分布，帮助用户实现所需的聚焦效果和能量分布。
3.4 光损耗分析光损耗是指光束在激光系统中发生的能量损失。
Zemax可以模拟光束的传输和反射、透射过程，计算光损耗，并帮助用户找到降低光损耗的方法。
毕业论文(设计)基于zemax的光学系统设计报告—内调焦望远物镜的设计
目录一、前言 (1)二、设计技术参数 (1)三、外形尺寸计算 (2)四、初始结构的选型和计算 (6)五、利用zemax优化及评价 (8)六、设计心得体会 (12)七、参考文献 (13)内调焦望远物镜的设计一、前言内调焦望远镜是一种具有多种用途、使用方便的光学检调仪器,它可以作为自准直仪和可调焦望远镜使用。
因此它广泛地应用于光学实验室、光学加工车间和光学装校车间作为检验和调校工具。
例如,作为内调焦望远镜使用时：可以用来检验导轨、平面或直尺的“直线性”,基面之间的“垂直性”,平面之间的“平行性”以及不同直径孔径之间的“同轴性”；作为自准直仪使用时：可检测平面间的角度,光学平行平板两表面的楔角以及观测星点等等。
内调焦是针对外调焦而言的，外调焦是指通过直接移动目镜或者物镜进行调焦，内调焦是指移动镜头组之间的一组镜片来调焦.内调焦广泛运用在某类结构的防水产品上，优点是密封性好一些，但是若设计不当视野会相对窄。
二、设计技术参数技术条件如下：相对孔径D/f’=1/6.58合成焦距f’=250mm物镜筒长L=165mm（薄透镜筒长）物方半视场角w=-2°三、外形尺寸计算根据上图进行光路计算2'(101)12012/'l f d d L f Q ϕϕϕϕϕϕ=-=+-=式中，L ，f ’已知，当假设d0后便可由上述三式求得φ1、φ2、和l2’。
相应地，φ1、φ2可按下述二式求得11/1'1/0/0'1/'21/2'(')/0(0)f d L d f f f f L d d L ϕϕ==-+==--计算结果如表所示 d0/mm 25 50 75 82.5 100 125 150 165 f1’/mm56.81892.595117.18123.13135.14148.81159.57165f2’/mm-41.17-67.65-79.41-80.10-76.47-58.82-26.47由上表知，当Q 给定后，f1’随d0的增加而增加，-f2’开始随d 的增加而增加，到L/2时随d0的增大而减小。
基于 ZEMAX的半导体激光器匀光设计
基于 ZEMAX的半导体激光器匀光设计黄珊;邓磊敏;杨焕;段军【摘要】In order to meet the beam homogenization application requirements of laser diodes , a beam homogenization shaping systemwas designed with ZEMAX optical design software .A collimation system composed of aspheric lenses and inverted cylindrical lenses telescope system was used to get a circular Gaussian beam . On the basis of deducing homogenization projection radius of fundamental mode Gaussian beams , the two-aspheric lens homogenization system was optimized with ZEMAX .The whole system can obtain a circular spot with energy uniformity over 96% at a large range . Meanwhile , the beam homogenization of high power optical fiber couple module was realized , which satisfied the needs of high uniformity in applications .This research provides an effective way for the homogenization applications of laser diodes .%为了满足半导体激光器能量均匀化的应用需求，基于ZEMAX光学设计软件设计了一套光束整形匀光系统。
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毕业设计开题报告
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文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；
4．学生的“学号”要写全号（如020*******,为10位数），不能只写最后2位或1位数字；
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如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；
6. 指导教师意见和所在专业意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。
图1.1 Φ300 HTM激光扩束器
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图2.2 格里高利系统
从对上述两种系统的分析可以看出,轴对称的结构形式使它们都存在中心遮拦现象
(b) 离轴的格里高利扩束系统图3.3 离轴反射式扩束系统
毕业设计开题报告。