基于ZEMAX的激光扩束系统设计开题报告
一种激光连续变倍准直扩束系统的设计
一种激光连续变倍准直扩束系统的设计黄耀林;王敏;寇远凤【摘要】介绍了国内外激光扩束系统的研究现状,阐述了低倍率扩束系统设计原理,选用没有内部焦点的倒置伽利略式望远镜系统结构设计了一个无焦变倍的激光扩束准直系统.在Zemax软件中实现变倍扩束系统初始结构的设计,基于Zemax的REAY优化函数对光学系统中透镜的曲率半径和间距进行优化,实现5～25倍的连续变倍激光扩束.不同倍率下的波像差最大均方根值均小于λ/40,设计结果满足像质要求.经工艺分析,该设计符合加工的工艺要求,系统结构简单,具有实际应用价值.【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2018(040)002【总页数】6页(P38-43)【关键词】无焦变倍;激光扩束;Zemax;优化设计;波像差【作者】黄耀林;王敏;寇远凤【作者单位】福建师范大学光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建福州350007;福建师范大学光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建福州350007;福建师范大学光电与信息工程学院医学光电科学与技术教育部重点实验室,福建福州350007【正文语种】中文【中图分类】TN249引言由于激光具有高亮度、单色性好和方向性好等特点[1],激光扩束准直系统在通信技术、激光扫描、切割、测量距离等领域被广泛应用。
在实际应用或实验过程中,通常需要用到口径不一的准直激光光束,尤其是在实验操作过程中,每更换一个实验元件都需要重新调节整个光路,不利于实验操作,因此设计一个连续变倍的激光扩束系统是非常有必要的。
目前激光扩束方法使用较为广泛的有两大类[2-4]。
第一类是选用反射系统,此类系统选用大口径的反射镜面来扩大激光光束,常见的系统有格里高利系统和卡塞格林系统。
由于此类系统通常采用非球面镜片,并且是固定的扩束比,通常是单独设计某一类口径的光束,而且非球面在实际生产中存在较高的成本以及难度。
所以此类系统适合大倍率扩束的应用。
基于ZEMAX的激光扩束系统设计开题报告
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。
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_课程设计报告书
目录第一章引言 (1)第二章镜头结构的设计指标 (2)2.1相关规格的确定 (2)2.2镜头总像素与COMS像素的匹配 (2)2.3透镜材料及结构的选择 (2)2.4材料的厚度 (3)2.5 设计指标 (3)第三章 zemax软件 (3)3.1 zemax软件简介 (3)3.1.1软件特色 (4)3.2zemax软件界面介绍 (4)3.2.1 Lens Data Editor(LDE) (4)3.2.2 Aperture（光圈） (5)3.2.3 Wavelength Data(波长设定) (5)3.3 zemax软件功能简介 (6)第四章 500万像素手机镜头设计 (6)4.1初始结构选择 (6)4.1.1 500万像素手机镜头4P专利结构简介 (7)4.2设计结果 (7)4.2.1光路图 (7)4.2.2详细参数 (8)第五章结果分析，误差调试 (9)5.1误差调试 (9)5.2优化后的分析 (10)5.2.1场曲和畸变 (10)5.2.2球差 (10)5.2.3.色差 (11)5.2.4 RMS Radius（均方根半径） (12)5.2.5 MTF（光学调制传递函数） (13)5.2.6 本设计达到指标 (14)第六章结论 (15)参考文献 (16)第一章引言从手机开始配备拍照功能以来，手机摄像头的像素以很快的速度上涨，从最初的10万像素到30万像素、100万像素、200万像素、300万像素、500万像素，再到现在的800万像素，1000万像素。
09年6月三星推出了全球首款1200万像素手机Pixonl2(M8910)，采用1200万像素CMOS图像传感器及289mm广角镜头，提供了足以媲美数码相机的拍照等多项功能，可见手机大有将时尚卡片DC取而代之的劲头。
不过据调查，虽然像素一直在涨，但是500万以上像素手机由于价格比较高，市场占有率很低，现在200万像素和300万像素仍是摄像手机市场主流，而500万像素的市场增长速度已显著增加。
ZEMAX实验报告
ZEMAX实验报告一、引言ZEMAX是一款常用于光学系统设计和优化的软件工具。
本实验旨在通过使用ZEMAX软件，设计并验证一个简单的光学系统，以加深对光学器件的理解，并掌握ZEMAX软件的使用方法。
本实验采用的光学系统为凸透镜成像系统。
二、实验目的1. 了解并熟悉ZEMAX软件的界面和基础操作方法。
2. 设计一个简单的凸透镜成像系统。
3. 验证设计成像系统的成像质量，并进行优化。
三、实验步骤1. 打开ZEMAX软件，进入新建系统的界面。
2. 选择光源，设置波长、光强等参数。
4. 添加目标平面和接收面，调整其位置和大小。
5. 进行光线追迹和模拟，分析成像效果。
6. 优化系统，调整凸透镜参数，如位置、厚度，以改善成像质量。
7. 记录和分析实验结果。
四、实验结果根据实验步骤，设计并模拟了一个凸透镜成像系统。
经过优化调整后，系统的成像质量得到了明显的提高。
在最终模拟结果中，目标物体能够清晰地成像在接收面上，成像质量较高。
五、讨论分析本实验通过使用ZEMAX软件设计和优化了一个简单的凸透镜成像系统。
通过实验结果可以发现，ZEMAX软件具有较高的计算精度和可视化效果，能够有效地进行光学系统的设计和分析。
通过不断调整凸透镜参数，我们成功改善了系统的成像质量，证明了ZEMAX软件在光学系统优化中的实用性。
六、结论通过本次实验，我们了解并掌握了ZEMAX软件的基础操作方法，并成功设计和优化了一个凸透镜成像系统。
实验结果表明，ZEMAX软件能够较好地模拟和分析光学系统，为光学器件的设计和优化提供了有力的工具。
1. ZEMAX软件使用手册。
2. 光学设计与光子技术教材。
八、致谢感谢指导老师对本实验的支持和指导，也感谢实验室的同学们在实验过程中的合作和协助。
（完整版）基于ZEMAX的激光扩束镜的优化设计.doc
（完整版）基于ZEMAX的激光扩束镜的优化设计.doc光学软件设计实验报告：基于 ZEMAX的激光扩束镜的优化设计姓名：学号： 2011146211⼀、实验⽬的学会使⽤ ZEMAX软件对多重结构配置的激光束扩⼤器进⾏优化设计。
⼆、实验要求1、掌握使⽤多重结构配置。
2、进⼀步学习构建优化函数。
三、实验内容设计⼀个激光扩束器，使⽤的波长为 1.053um，输⼊光束直径为 100mm ，输出光束的直径为20mm，且输⼊光束和输出光束平⾏。
要求只使⽤两⽚镜⽚，设计必须是伽利略式的（没有内部焦点），在镜⽚之间的间隔必须不超过 250mm ，只许使⽤ 1 ⽚⾮球⾯，系统必须在波长为 0.6328um 时测试。
玻1、打开 ZEMAX软件，关闭默认的上⼀个设计结果，然后新建⼀个空⽩透镜。
2、在 IMA ⾯（像平⾯）前使⽤insert 插⼊ 4 个⾯，输⼊相关各⾯的厚度、曲率半径和璃类型值。
3 、点击Gen设置⼊瞳直径为100 ，点击Wav设置波长为1.053微⽶。
4、在主菜单Editors 5， Py 输⼊ 1， taiget 输⼊⾥构建⼀个优化函数，将第⼀⾏操作数类型改为10， weight 输⼊ 1。
REAY ， surf 输⼊5、在评价函数编辑窗中选⼯具—默认优化函数。
选reset，将“开始在”的值设置为2，确定。
6、点击 Opt 进⾏优化，优化后⽣产OPD 图。
7、将第⼀⾯的conic 设置为变量（ control+z ）。
再次进⾏优化，重新⽣产O PD 图并观察。
并8、将三个曲率和圆锥西数的变量状态去掉。
9、点击 Wav 重新配置光波长，将之前的分1.053 改为0.6328，确定后再次更新析OPD 图。
此10、将第⼆⾯的厚度时去掉250mm第设为可变，然后再次点击Opt⼆⾯的可优化，重新⽣成变状OPD态图。
11、从主菜单—编辑中调出多重结构编辑窗，在这个窗⼝的编辑菜单中选“插⼊结构”来插⼊⼀个新的结构配置，双击第⼀⾏第⼀列，从下拉框中选wave，在同样的对话框⾥为wavelength选择 1 ，确定。
ZEMAX实验报告
ZEMAX实验报告一、实验目的本实验旨在通过使用ZEMAX光学设计软件，了解和掌握光学系统的设计与分析方法，并通过实际操作掌握ZEMAX软件的使用技巧。
二、实验原理三、实验内容1.安装和熟悉ZEMAX软件。
首先进行软件的安装和启动，并浏览和熟悉软件的界面和功能按钮。
2.构建简单光学系统。
根据实验要求，通过添加光学元件和定义其参数，构建一个简单的光学系统。
3.分析光学系统的性能。
使用ZEMAX软件对光学系统的像差、光斑大小等性能进行分析。
4.优化光学系统的设计。
根据分析结果，对光学系统进行调整和优化，以使其性能达到要求。
四、实验步骤1.打开ZEMAX软件，并新建一个光学系统文件。
2. 添加光学元件。
点击“Add Surface”按钮，在光学系统中添加透镜、曲面、衍射光栅等光学元件。
3.定义光学元件的参数。
根据实际需求，输入光学元件的曲率、厚度、折射率等参数。
4. 设置光学系统的光源。
点击“Source”按钮，并设置光源位置和光束发散角度等参数。
5. 进行光线追迹。
点击“Ray Trace”按钮，在光学系统中发射光线并追踪光线的传播路径。
6.分析光学系统性能。
根据光线追踪结果，使用ZEMAX软件对光学系统的像差、光斑大小等性能进行分析。
7.优化光学系统设计。
根据分析结果，适当调整光学系统中的光学元件参数，使光学系统性能达到要求。
8.导出分析结果。
最后可以将优化后的光学系统性能结果导出为报告或图表。
五、实验结果和分析通过使用ZEMAX软件进行光学系统设计和分析的实验，我们可以得到光学系统的像差、光斑大小等性能指标。
通过分析结果，可以发现光学系统的设计是否满足了要求，并根据需求对光学系统进行调整和优化。
在优化光学系统设计的过程中，我们可以通过改变曲率、厚度和折射率等参数来调整光学元件的性能。
通过不断迭代优化，可以使光学系统的准确度和性能得到改善。
六、实验总结通过本次实验，我们了解和掌握了ZEMAX光学设计软件的使用方法，并通过实际操作进行了光学系统的设计和分析。
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。
ZEMAX实验(五)
实验（五）具多重结构配置的激光扩束器一、实验目的设计一个在波长λ ＝ 1.053下操作的laser beam expander，输入光束直径（Input diameter ）为100mm而output diameter 为20mm ，且Input 和output 皆为collimated。
二、实验要求1、学会设计激光光束扩展器。
2、使用multi-configuration capability。
三、实验内容1. 依据图1所示的LDE 表中键入各surface 的相关值，surface 5的surface type 从Standard改Paraxial，把surface 5 的thickness及focal length 皆设为25，entrance pupi l的diameter定为100，wavelength只选一个1.053 microns2. 调出merit function 在第1 列中把operand type 改为REAY，在srf#中键入5，Py上则键入1.00，把targetvalue 定为10，选Tools，Default Merit Function，按Reset 后把“Start At ”field的值改为2 ，执行optimization 后，把OPD plot 调出来，如图2所示。
3. 把surface 1 改为aspheric，把surface 1 列中的conic 设为variable ，再次执行optimization ，OPD plot. 如图3所示。
4. 现在把所有的variable 都去掉，然后将此field 存盘，已完成wavelength 在1.053 μ 下的beam expander 设计，把wavelength 从 1.053 改为0.6328 后OPDplot ，如图4所示。
5.现在我们来使用Zemax 的multi-configuration capability 功能，从main menu 上选Editors ，后Multi-configuration ，再选其中的Edit ，Insert Config ，数据如图5所示，,2D如图6所示。
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。
用于光束整形与超分辨成像的衍射光学元件的设计和实验的开题报告
用于光束整形与超分辨成像的衍射光学元件的设计和实验的开题报告摘要：本文介绍了一种基于衍射光学元件的光束整形和超分辨成像的方法，包括设计、制备和实验。
首先，我们使用Zemax软件来设计一种衍射光学元件，将光束结构进行整形。
我们采用库仑算法进行优化设计，以在指定波长下得到最佳成像质量。
然后，我们使用电子束光刻技术在光学玻璃基片上制备了该元件，并进行了表征。
最后，我们使用超分辨成像技术对该元件进行了测试。
实验结果表明，该衍射光学元件能够有效地整形光束，并实现超分辨成像。
本文的研究对于光束整形和超分辨成像的应用具有一定的理论和实验参考价值。
关键词：衍射光学元件；光束整形；超分辨成像；光学玻璃基片；库仑算法；电子束光刻技术Abstract：This paper presents a method of beam shaping and super-resolution imaging based on diffractive optical elements, including design, fabrication, and experiments.Firstly, we use Zemax software to design a diffractive optical element that shapes the beam structure. We use the Coulomb algorithm for optimized design to obtain the best imaging quality at a specified wavelength. Then, we use electron beam lithography technology to fabricate the element on an optical glass substrate and characterize it. Finally, we test the element using super-resolution imaging technology. The experimental results show that the diffractive optical element can effectively shape the beam and achieve super-resolution imaging.The research in this paper has certain theoretical and experimental reference value for the application of beam shaping and super-resolution imaging.Keywords: diffractive optical element; beam shaping; super-resolution imaging; optical glass substrate; Coulomb algorithm; electron beam lithography technology1.研究背景和意义光束整形和超分辨成像作为现代光学技术的前沿领域，在科学和工程应用中发挥着越来越重要的作用。
激光扩束系统设计
光学系统课程设计要求
1、查阅光学设计理论和像差分析的相关文献和资料； 能提出并较好地的实施方案。
2、能用Zemax软件设计简单透镜组，对初级像差进行分 析和校正，从而对激光扩束系统进行优化设计。
3、能对所设计出来的光学系统进行合理的评价，并从工 程角度出发，进行优化设计，最后绘制出工程加工图纸。 4、撰写课程设计论文。要求内容不少于3000字，综述简 练完整、规范、准确；立论正确、论述充分；图表完备、 整洁、正确。 5、报告上交.zmx和.word电子档文件，两个文件打包， 报告名称统一为：姓名+班级+学号
光学系统课程设计内容
设计一个激光光束扩展器（变换器），具体要求如下： 1.输入光束直径为100mm，输出光束直径为20mm 2.使用波长：1064nm 3.测试波长：632.8nm
4.设计须采用伽俐略式（即内部无焦点）
5.只使用两片镜片，只允许使用1个非球面
6.镜片的间隔长度不超过250mm
激光光束扩展器的设计
光学系统课程设计目的 光学系统课程设计内容
光学系统课程设计要求
光学系统课程设计任务安排
光学系统课程设计目的
一、掌握光学系统设计的一般方法和设计思路。
二、掌握简单的、典型的系统设计的基本技能，熟悉光 学设计中所有例行工作，如数据结果处理、像差曲线绘 制、公差分析以及工程图纸绘制等。 三、掌握ZEMAX在光学系统设计中的应用。
光学系统课程设计任务安排
2013.7.1-2013.7.2 布置任务，查找相关的文献，了解激 光扩束系统的基本结构、基本性能要求及相关4 熟悉zemax操作界面，练习输入数据， 评价像质，简单优化。
2013.7.5 根据实例，深入学习Zemax像差控制和优化方法 2013.7.6-2013.7.9 查找专利及镜头库，确定初始结构，选 型，进行优化设计；给出像质评价报告；输出工程加工图 纸 2013.7.10-2013.7.12 撰写课程设计论文，修改定稿并交稿
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。
zamx设计
Zamx软件实习报告一：实习内容（1）初步了解zmax软件的功能，软件构成（2）通过单镜头设计，双胶合镜头，施密特-卡塞格伦望远镜，多结构的激光扩束器四个具体实例体会设计过程，并学习基本的设计常识（3）独立完成模拟眼球光学系统的设计过程（参数已知）二：设计内容焦距：f’=12mm；( 2):相对孔径D/f’不小于1/2.8；( 3): 图像传感器为1/2.5英寸的CCD，成像面大小为4.29mm×5.76mm； (4):后工作距>6mm （5) 在可见光波段设计(取d、F、C三种色光，d为主波长)；（6）成像质量，MTF 轴上>40% @100 lp/mm，轴外0.707 >35%@100 lp/mm。
（7）最大畸变<1%(基于以上数据的zmax练习)三：设计过程(1) 计算光学设计在基于设计要求下，先要计算系统的结构参数，可以参考光学设计手册大体定出基本模型。
由于本次实习以练习了解为主，计算省略，直接应用参考数据(2)初始结构选择及参数输入确定所需材料，透镜在数据库中已存在，否则先导入数据输入系统孔径及波长孔径及波长都在system下的general和wavelength下设置如下图3在Lens Data Editor 中输入初始数据如下图点击2Dlay 初步显示系统图为下图3选择视角范围在system ,filed中如下图填写视角得到系统新的示意图为到此基本的参数输入完毕。
以下是通过像差等内容考察系统的光学特性在analysis spotdigram中得到点阵图，其表示的是像光斑能量集中程度，点越小说明能量越集中以下分析都在analysis中Zernike像差也是评价光学系统的重要参数如下图所示。
其主要通过pv值，rms,及zernike系数来表示像差大小。
三个参数都是越小越好下图是光学系统的几何像差，分别从球差，慧差，象散，场曲，畸变，位置色差，倍率色差其中像差来表征系统成像特性下图是焦点移动引起的像的差异，纵坐标为波长，整条线越接近直线越好MTF中横坐标是空间频率，纵坐标是像的对比度与物的对比度的比值整个图像越接近1越好通过以上的分析可以看出，系统的初步设计像差较大，接下来就是要进行优化设计（2）zmax优化设计可以优化的变量时6个曲率半径，2个空气间隔和3个玻璃厚度优化前先要设置变量，优化哪一个数据就把哪一个设置为变量，然后选择运行Editors中的Merit function,再打开Merit function Editor。
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。
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。
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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。