激光发射光学系统总体设计
无合作目标激光测距仪光学系统设计
图 １ 无合 作 目标 相位 激光 测 距原 理 图
收 稿 日期 ：０ ８—０ —１ ２０ １ ０
管里能够观察到其像。 ’
维普资讯
第 ３期
徐安成 ： 无合作 目标激光测距仪光学系统设计
无 合作 目标激光测距 仪光 学系统设计
徐 安 成
（ 常州工 学院光 电工程学 院， 江苏 常州 ２ ３ ０ ） １０ ２
摘 要 ： 用相 位 式测距 原理 的激 光 测距仪 ， 无合作 目标 近程 测 距 （ ． 利 在 ０ ２～１ ０ｍ） ， 用 可见 ０ 时 采
激光瞄准， 这对激光光斑有非常高的要求， 光斑在被测 目标上 的大小即激光准直程 重要 ， 决这 样 的 问题 对提 高无 合 作 目标 的 测程 与 精 光 解
其 中 Ａ 为 光束截 面 中心 的振 幅 ； 为 一个 与 ｎ ｏ ９
度 是非 常有 益 的。
关 键词 ： 无合 作 目标 ； 激光 ； 相位 测距 ； 光 准直 激
中图 分类号 ： Ｎ ４ Ｔ ２
文 献标识 码 ： Ａ
文章 编号 ：６ １ ４ ６ ２ ０ ）３— ０ ４— ３ １ ７ —０ ３ （０ ８ ０ ０ ６ ０
激光 测 距 仪无 论 是 在 军事 应 用 方 面 ， 是 民 还 用方 面 ， 有着 极 其 广 泛 的应 用 。 由于 激 光 的 高 都
在相 位式 测 系统距 系统里 发射 器与 接收 器 同 轴 放置 ， 射 器 发 出调 制 频 率 为 的 正 弦 调 幅 发 波， 照射 到被 测 目标 Ｏ点 ， 物体 表 面 发生 漫 反 在 射 ， 中与发射 波 同轴 的返 回波被 探测 器所 接 收 。 其 由于发射 波 与 接 收 波 之 间产 生 相 位 差 ， 过 测 通
光学设计技术在激光器中的应用
光学设计技术在激光器中的应用激光器作为一种高度集成的光学仪器，其光学设计技术的水平直接影响着激光器的性能和稳定性。
因此，光学设计技术成为了激光器工程师们必须熟练掌握的技能之一。
本文将会介绍一些光学设计技术在激光器中的应用，具体包括：激光器光学系统的设计、光束质量的优化、激光器的耐损伤性设计。
激光器光学系统的设计激光器的光学系统设计是整个激光器设计中最为重要的一环，因为它直接决定了激光器的输出功率和波长等参数。
激光器光学系统的基本结构包括：光源、光电控制系统和输出光学系统。
在光源方面，激光器的光源种类目前有很多，包括CO2激光器、半导体激光器、钕玻激光器等等。
每种不同的光源都需要有相应的光学系统设计才能发挥它们的最佳性能。
在光电控制系统方面，主要是对光源性能和输出光学系统进行调节和控制。
在输出光学系统方面，主要是对光束进行整形、调节和成形。
激光器光学系统的设计需要非常精细的计算和仿真才能达到理想的效果。
例如，对于某些用于科学研究的激光器来说，其对输出光束的要求非常高。
光束的稳定性、强度和波长调制等参数必须达到相当高的水平才能满足实验需求。
光束质量的优化在实际应用中，光束的质量无疑是激光器的重要性能指标之一。
光束质量指标可以通过以下参数来评估：波前畸变、光束直径和光束散角等。
波前畸变是指光束通过光学系统后产生的畸变。
波前畸变可能由非均匀物质、光束散角和光学器件中的光学缺陷引起。
波前畸变的严重程度会影响到激光器功率的损失和输出光束的质量。
光束直径是指在一定距离范围内的光束最小截面直径。
光束直径会影响到激光器的耗能以及输出功率。
光束散角是指光束从其中心线偏离的最大角度。
光束散角直接影响到激光器输出功率和光束的扩散角度。
优化光束质量的方法可以通过使用精密设备在激光器的光路中安装正确的光学器件，以减少或消除波前畸变。
同时，调整激光器内光学器件的位置和数量，以优化光束直径和散角，可以大幅提高光束的质量。
激光器的耐损伤性设计激光器的光波长、能量和持续时间会对激光器内部的光学器件产生损伤。
激光主动照明光学系统设计
Ｄ ４ ０ ０μ ｍ ， Ｎ Ａ＝ ０ ２ ２ ， 其内部包含的模数非常 １＝ 大， 其出射光完全可以用几何光学近似处理。所 以在此种情况下， 光纤完全可以实现对激光光束 的匀光处理。 鉴于跟踪测量系统所选用探测相机的波段需 要， 所选用半导体激光器功率为 ０ ５ ０Ｗ 连续线 性可调， 工作波段为（ ８ ０ ８ʃ ３ ）ｎ ｍ ， 并支持远端自 动控制。 ２ ５ｋ ｍ 不同远近处目标， 系统 为保证对 ０ 的照明区域均为直径为 １ ０ｍ的圆形区域， 激光光 源经照明光学系统后其发散角度 θ应为 ２ｍ ｒ ａ ｄ （ ５ｋ ｍ ） ５ ０ｍ ｒ ａ ｄ （ ０ ２ｋ ｍ ） 可调。系统的最小发 散角度 θ 共同确 ５ｋ ｍ由光纤直径 Ｄ １与系统焦距 ｆ
１ ４ ］ 和Ｅ ｌ ｖ ｉ ｓ ｓ 激光主动成像系统等 ［ 。同时， 国内外
对激光主动照明技术的研究主要集中在距离选通 技术及探测距离等领域， 并未对不同照明距离处 照明亮度的一致性及均匀性的问题进行分析， 而 从目前激光主动成像系统来看， 存在目标照度不 均匀及照度动态范围过大的问题
［ １ ４ ］
激光光源直接输出的光功率密度为高斯分 布， 需要进行匀光处理， 使用传统光棒匀光混合效 果不佳， 且光功率损耗比较大。光纤具有可弯曲、 可多光纤合束、 可长距离传输、 光功率损耗低等诸 多优点， 故选取光纤作为激光混光和中继传输器
１ ４ ］ 件［ 。本文采 用 多 模 石 英 光 纤， 纤芯直径径为
Ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎｏ ｆ ｌ ａ ｓ ｅ ｒａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅｉ ｌ ｌ ｕ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
Ｌ Ｉ ＵＴ ａ ｏ ，Ｈ ＵＹ ｕ ｅ ，Ｄ Ｏ Ｎ ＧＪ ｉ ａ ｎ ，Ｓ Ｈ Ｅ ＮＪ ｕ ｎ ｌ ｉ
多种应用于高功率激光技术的光学系统设计
Ｖｏ １ ． ４２ Ｎｏ． Ｓ１
红 外 与 激 光 工 程
Ｉ ｎ ｆ ｒ ａ ｒ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ Ｌａ ｓ ｅ ｒ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
２ ０１ ３年 ６月
Ｊ ｕ ｎ ． ２ ０１ ３
多种 应 用 于高 功 率激 光 技 术 的光 学 系统 设计
围、 提 高成像质 量、 提升跟 瞄精度 。随着技术进 步， 近年 来也产 生了一 些新 型的光 学 系统 ， 分析 了新 型高功
率 激 光 光 学 系统 的 性 能优 势 ， 并 对 这 些新 型 系统 的 应 用 前 景进 行 了展 望 。
关键词 ：高功率激光 ；发射 系统 ；接收 系统 ；光学设计
介 绍 了应 用于各种环境 下的多种光 学 系统结构 ， 分析 了各种光 学 系统的优 势与不足 ， 完成 了各种光 学 系统 的光学设 计 ， 并给 出了光学 系统的技 术指标 与接 收光 学 系统的成像 质量 。在 实 际应 用 中应按 照不 同的应 用环境和技 术指标 合理 的选取光 学 系统 ， 使 光 学 系统在 高功率激光技 术 中更好地发 挥作 用， 增 大探 测 范
Ｇｏ ｎ ｇ Ｄｕ ｎ， Ｗ ａ ｎ ｇ Ｈｏ ｎ ｇ ，Ｔ ｉ ａ ｎ Ｔｉ ｅ ｙ ｉ ｎ （ Ｋ ｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ Ａｄ ｖ ａ ｎ ｃ ｅ ｄ Ｍａ ｎ ｕ ｆ ａ ｃ ｔ ｕ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，Ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｃ ｈ ｕ ｎ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ Ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ｓ
ｖ ａ Ｆ ｉ ｏ ａ ｓ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ｗｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ ． Ｏｐｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｄ ｅ ｓ ｉ ｇ ｎ ｏ ｆ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｋ ｉ ｎ ｄ ｓ ｏ ｆ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍｓ ｗａ ｓ ｃ ｏ ｍｐ ｌ ｅ ｔ ｅ ｄ， ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ａ ｎ ｄ ｉ ｍａ ｇ ｅ ｑ ｕ ｌｉ ａ ｔ ｙ ｏ ｆ ｒ ｅ ｃ ｅ ｉ ｖ ｅ ｒ ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｗｅ ｒ ｅ ｇ ｉ ｖ ｅ ｎ． Ｉ ｎ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ，ｏ ｐ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｓ ｙ ｓ － ｔ ｅ ｍｓ ａ ｒ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｅ ｄ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｉ ｎ ｄ ｉ ｃ ａ ｔ ｏ ｒ ｓ ，ｔ ｏ ｍａ ｋ ｅ
采用APD阵列的共口径激光成像光学系统设计_于潇_姚园_徐正平
采用APD阵列的共口径激光成像光学系统设计_于潇_姚园_徐正平摘要：针对机载平台激光3D成像系统的轻小型需求，设计了采用APD阵列的共口径激光收发光学系统。
在分析激光成像系统照明方式及其光学系统结构的基础上，给出了激光3D成像光学系统结构框图：激光经衍射元件实现分束照明，采根据激光测距方程，确定了接收光学用双工反射镜实现收发光路的耦合。
该光学系统用于2km 以内的目标三维成像，系统的参数以获得满足信噪比的回波能量。
为避免造成像素之间串扰，设计了5倍扩束比的发射光学系统。
最后，采用降低了发射光路对接收光路的影响。
设计结果表明：接收光学系统弥散斑直偏振片与1/4波片相结合的方式消除杂光，畸变小于0.2%。
该光学系统体积小、重量轻，成像质量良好，可为同类激光成像光学系统提供借鉴参径小于120μm，考。
关键词：光学设计;激光3D成像;发射/接收共光路;消杂光文献标识码：Adoi：10．3788/CO．20160903．0349中图分类号：TP721．2；TP703LaserimagingopticalsystemdesignwithasharedapertureemployingA PDarrayYUXiao*，YAOYuan，XUZhengping （KeyLaboratoryofAirborneOpticalImagingandMeasurement，ChangchunInstituteofOpticsFineMechanicsandPhysics，ChineseAcademyofSciences，Changchun130033，China）*Correspondingauthor，Email：yuxiaojllove@126．comAbstract：Tomeettherequirementsoflightandsmalllaser3Dimagingsystemonairborn eplatforms，acoaperturelasertransceiveropticalsystemisdesignedemployingAPDarray ．Onthebasisofabriefanalysisoftheimagingsystemilluminationpatternand opticalsystemstructure，thelaser3Dimagingsystemblockdiagramisgivenasfollowing：thelaserbeamcanpassthroughadiffractionelementtoachievebeamsplitting andthemirrorwithaholeinthemiddleisusedtoachievecoupledlaunching/tr ansmittingopticalpath．Theopticalsystemisusedforthreedimensionalima gingwithinadistanceof2km，andthereceivingopticalsystemparametersaredeterminedaccordingtothela seroperatingrangeequationtoobtainenoughechoenergytosatisfy0126；修订日期：20160223收稿日期：201614S123）；吉林省科技发展计划资助项目基金项目：中国科学院国防科技创新基金项目（No．CXJJ（20150204022GX）SupportedbyInnovationFundProjectofNationalDefenseScienceandTechno logy，ChineseAcademyofSciences（No．CXJJ14S123），JilinProvincialS ＆TDevelopmentProgramProjectofChina中国光学第9卷，，（No．20150204022GX）350thenoiseratio．Inordertoavoidcrosstalkbetweenpixels．Finallybeamexpanderoffivetimesisdesigned thestraylightisdiminishedtoreducetheimpactoftheemittedlightpathonrec eivinglightpathbycombiningthepolaroidandquarterwaveplate．Theresult sindicatethatthereceivingopticshasadiffu sespotdiameterlessthan120μmanddistortionlessthan0.2%．Thewholeop ticalsystemcouldbeanexampleforthesimilardesignwithsmallsize，lightweightandfineimagingquality．Keywords：opticaldesign；laser3Dimaging；launching/receivingcommonaperture；straylightelimination合置两种结构形式。
高功率准分子激光系统光学设计
ｌ 像 传 递 技 术 在 高 功 率 准 分 子 激 光 系 统 中 的 应 用
自由运转 的准 分子激 光是 宽带 输 出 ， 准分 子激 光放 大器 的气体 工作 介 质与 低饱 和能量 密 度使 得 激光 放 大 过程 中的非线 性效 应很小 ， 高 功率 准 分 子激 光 系统 能 够 使 用 像 传 递技 术 获 得 均 匀 靶 面 光 强分 布 的主 要 原 是
高 功 率 准分 子激 光 系统 光 学设 计
张永生， 赵 军， 马连英， 易爱平， 刘晶儒
（ 北 核 技 术 研究 所 激 光 与 物 质 相 互 作用 国 家重 点 实 验 室 ，西安 ７ ０ ２ ） 西 １ ０ ４
摘
要 ： 回顾 并 介 绍 了高 功 率 准 分 子 激 光 系 统 设 计 中 需 要 综 合 考 虑 的 两 项 主要 技 术 —— 像 传 递 技 术 和
用 光 学 不 变 量 来 衡 量 其 总 体 性 质 。 两 种 经 常 采 用 的 照 明 方 式 是 科 勒 照 明 和 临 界 照 明 。 由 于 要 考 虑 各 级 激 光 放
大 器作 为多束激 光共 同的孔径 光 阑 ， 均采 用科 勒照 明方式 。为 了保证 光 强 的线 性传输 ， 般要求 光学 系统 的部 一 分 相干 因子 —ＮＡ… …／ ＮＡ … 》１ 其 中 ＮＡ… 与 ＮＡ。 。分 别为 聚 光镜 和 成像 物 镜 的数 值孔 径 ， ， 即等
效 光 源 的 尺 寸 为 无 限 大 ， 间相 干 性 很 小 。 空
一
般 光 学 仪 器 的 设 计 不 考 虑 光 源 相 干 性 对ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ成 像 质 量 的 影 响 。但 是 与 普 通 的 自然 光 源 不 同 ， 然 准 分 子 激 虽
LD泵浦绿光激光器光学系统设计的开题报告
LD泵浦绿光激光器光学系统设计的开题报告一、选题背景激光器作为一种先进的光源，已经被广泛应用于科学研究和工业生产中。
在激光器中，泵浦光源的稳定性和能量传输效率对激光输出性能有着至关重要的影响。
近年来，随着半导体激光技术的不断提高，LD泵浦绿光激光器越来越受到重视。
本课题旨在设计一种LD泵浦绿光激光器的光学系统，以实现高效、稳定的泵浦光源。
通过对LD泵浦绿光激光器的光学系统进行设计和优化，提高泵浦光源的稳定性和能量传输效率，进一步提高激光器的输出性能，推动激光技术的发展。
二、研究内容和目标本课题的研究内容主要包括：1.设计LD泵浦绿光激光器的光学系统，包括泵浦源位置、泵浦光束大小和形状、泵浦光束的定位和聚焦系统等。
2.进行光学系统的计算和优化，通过改变光学组件的位置、参数或组合方式等途径，实现泵浦光源的高效、稳定和精确控制。
3.对设计的LD泵浦绿光激光器进行性能测试和分析，如泵浦光源的能量恒定性、光斑大小和形状等参数的稳定性以及激光器的输出性能。
本课题的主要研究目标包括：1.设计出高效、稳定的LD泵浦绿光激光器光学系统，实现泵浦光源的高精度控制和能量传输效率的提高。
2.通过实验验证，验证所设计的LD泵浦绿光激光器光学系统的性能，如稳定性、输出功率和波长稳定性等指标是否能够满足实际应用的需求。
三、研究方法和技术路线本课题的研究方法和技术路线包括：1.研究LD泵浦绿光激光器的原理、结构和性能，了解其光学系统的组成和工作原理。
2.设计光学系统模型，包括泵浦光源位置、光斑大小和形状、聚焦系统等，进行光学计算和分析。
3.采用Zemax和Matlab等软件工具建立该光学系统的三维光学模型，并通过光学仿真软件进行光学分析和优化。
4.制作并组装LD泵浦绿光激光器的光学系统，进行性能测试和优化，如泵浦光源的能量恒定性、光斑大小和形状等参数的稳定性以及激光器的输出性能。
5.分析实验结果，评估所设计的光学系统的性能，如稳定性、输出功率和波长稳定性等指标是否能够满足实际应用的需求。
高能量激光器系统的设计与实现原理
高能量激光器系统的设计与实现原理激光技术作为一种高度聚焦、高能量密度的光束，已经在众多领域得到广泛应用，如材料加工、医学、通信等。
而高能量激光器系统的设计与实现原理则是实现高能量激光输出的关键。
本文将从激光器系统的基本构成、工作原理以及实现原理等方面进行论述。
一、激光器系统的基本构成高能量激光器系统主要由激光器源、泵浦系统、光学系统、冷却系统和控制系统等组成。
1. 激光器源：激光器源是激光器系统中最核心的部分，它能够产生激光光束。
常见的激光器源包括固体激光器、气体激光器和半导体激光器等。
不同类型的激光器源具有不同的特点和应用领域，如固体激光器适用于高功率激光器系统，而半导体激光器则适用于小型激光器系统。
2. 泵浦系统：泵浦系统是激光器源的能量供给系统，它能够向激光材料提供能量，使其产生激射。
常见的泵浦方式有光泵浦、电泵浦和化学泵浦等。
其中，光泵浦是最常用的泵浦方式，它通过激光二极管或闪光灯等光源对激光材料进行能量输入。
3. 光学系统：光学系统是将激光光束进行整形、调制和聚焦的关键部分。
它由准直镜、透镜、反射镜等光学元件组成，能够对激光光束进行控制和调整，以满足不同应用的需求。
4. 冷却系统：冷却系统主要用于控制激光器源和泵浦系统的温度，以保证其正常工作。
高功率激光器系统通常需要较强的冷却能力，以防止激光器源过热而导致性能下降或损坏。
5. 控制系统：控制系统是整个激光器系统的大脑，它能够对激光器源、泵浦系统和光学系统等进行控制和监测。
通过控制系统，用户可以实现对激光输出功率、脉冲频率和波长等参数的调节和监控。
二、激光器系统的工作原理激光器系统的工作原理可以简单分为三个步骤：泵浦、放大和激射。
1. 泵浦：泵浦是指通过能量输入使激光材料处于激发态的过程。
在泵浦过程中，泵浦光源的能量被传递给激光材料，激发材料中的电子从基态跃迁到激发态，形成一个能级反转。
2. 放大：放大是指利用激发态的能级反转来放大激光光束的过程。
激光半主动导引头光学系统设计
激光半主动导引头光学系统设计刘智颖;邢天祥【摘要】激光制导导引头是当今最常用的制导装置，本文设计的激光半主动制导导引头由光学接收系统和一个四象限探测器组成。
本文对四象限探测器的工作原理进行了分析介绍。
结合激光器的发射功率、作用距离与四象限探测器的参数，对导引头光学系统参数进行了计算与分析，得到了系统入瞳的最小尺寸。
应用ZEMAX 软件对激光半主动导引头的光学系统进行了优化设计，并通过包围圆能量曲线、光斑均匀性等对光斑质量进行了评价。
使用MATLAB软件对能量曲线进行拟合，根据拟合曲线对光斑的能量分布进行评价。
%Laser-guided seeker is one of the most commonly used guiding device. The laser semi-active guided seeker designed in this article is composed of an optical receiving system and a four quadrant detector. The principle of four quadrant detector was introduced and analyzed. According to the laser transmit power,the operating range and the pa-rameters of four quadrant detector,the minimum size of the entrance pupil was obtained through calculating and analy-zing the optical system’s parameters. Then,an optical system for laser semi-active guided seeker was designed with the software ZEMAX. The quality of the light spots was evaluated based on the geometric encircle energy curve and the homogeneity of light spots. The energy curve was fitted with MATLAB. The energy distribution of light spot was evalua-ted according to the fitted curve.【期刊名称】《激光与红外》【年(卷),期】2016(046)005【总页数】5页(P527-531)【关键词】激光半主动导引头;光学系统设计;四象限探测器;光斑质量【作者】刘智颖;邢天祥【作者单位】长春理工大学光电工程学院，吉林长春130022;长春理工大学光电工程学院，吉林长春130022【正文语种】中文【中图分类】TJ765;TN249激光制导主要采取三种制导方式:激光半主动制导、激光主动成像制导和激光驾束制导[1]。
激光器研制流程
激光器研制流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!激光器研制流程一、项目启动阶段。
在正式开启激光器研制项目之前，需要进行全面的筹备工作。
激光器光路系统的组成-概述说明以及解释
激光器光路系统的组成-概述说明以及解释1.引言1.1 概述激光器是一种将电能转化为激光能的设备，它在现代科技和工业领域发挥着重要作用。
激光器的光路系统是激光器的核心组成部分，它决定了激光器的性能和输出功率。
光路系统由多个元件组成，包括透镜、反射镜、光栅、偏振片等，它们共同构成了光学腔。
通过精心设计和优化光路系统，可以提高激光器的效率和稳定性，实现更精确的激光输出。
本文将介绍激光器光路系统的组成要素及优化设计方法，以探讨如何提升激光器的性能和应用价值。
1.2 文章结构本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分中，首先概述了激光器光路系统的重要性，然后介绍了文章的结构和目的，为读者提供了整体的阅读框架。
正文部分分为三个小节，分别是激光器的基本原理、光路系统的组成要素以及激光器光路系统的优化设计。
在这部分，将会深入探讨激光器的工作原理、光路系统中各个要素的作用和功能，以及如何优化设计光路系统以提高激光器的性能。
在结论部分，将对激光器光路系统的重要性进行总结，展望未来的发展趋势，并以简洁的结束语来概括文章的主要内容，为读者留下深刻的印象。
整个文章结构清晰，逻辑性强，希望能给读者带来新的启发和认识。
1.3 目的激光器光路系统作为激光器的核心部件，其设计和优化对于激光器性能的提升至关重要。
本文的目的在于深入探讨激光器光路系统的组成要素及优化设计策略，帮助读者更好地理解和应用激光器光路系统，提高激光器的输出功率、波长稳定性和光束质量，推动激光技术在各个领域的应用和发展。
同时，本文旨在引起更多研究者对激光器光路系统的关注，促进相关领域的研究和合作，为激光技术的进步和创新做出贡献。
2.正文2.1 激光器的基本原理激光器是一种能够产生聚焦、一定波长和相干性极高的光束的装置。
其基本原理是通过对物质进行激发，使之产生受激辐射，从而产生激光。
在激光器中，主要有三个要素：激发源、增益介质和谐振腔。
首先，激发源通常是一种能够提供能量的装置，例如激光二极管、氙灯等。
激光光学系统的设计与优化
激光光学系统的设计与优化随着科技的发展，激光技术在军事、医疗、工业等领域日益广泛地应用。
而激光光学系统作为激光技术的核心组成部分，其设计和优化将直接影响到整个激光系统的性能和使用效果。
本文将从激光光学系统的设计和优化两个方面进行探讨。
一、激光光学系统的设计1. 激光谐振腔的设计激光谐振腔是激光器的核心部件，其设计直接影响激光器的性能和输出功率。
在进行激光谐振腔的设计时，首先要确定激光器的工作波长和输出功率。
然后，利用计算机仿真软件进行光学路径的设计和优化，同时考虑激光谐振腔的稳定性和优良的模式。
2. 光学元件的选择和布局激光系统中的光学元件主要包括激光输出耦合镜、激光调制器、波片、棱镜、透镜等。
在进行光学元件的选择时，要考虑其光学性能、成本和可靠性。
在确定光学元件后，就要对其布局进行优化，以达到最佳的光学传输效果。
3. 控制电路和软件的设计激光系统的控制电路和软件是保证激光系统正常工作的关键。
在进行设计时，要充分考虑激光系统的稳定性和可靠性，并且要合理地分配资源，以最大化激光系统的效率和可靠性。
二、激光光学系统的优化1. 衰减和滤波措施激光光学系统在工作过程中，容易受到环境噪声的干扰。
为了减少干扰，需要采取一系列的衰减和滤波措施，比如使用光学滤波器，加装隔离器等。
2. 稳定性和可靠性的提高激光系统在工作过程中，容易受到环境的影响，从而导致系统的稳定性和可靠性下降。
为了提高系统的稳定性和可靠性，需要采取一系列的措施，比如使用高质量的光学元件，加装防抖器等。
3. 分析和优化数据在激光光学系统的设计和优化中，需要对系统的性能和参数进行实时监测和分析。
通过对数据的分析和优化，就可以不断地提高系统的性能。
综上所述，设计和优化是激光光学系统中至关重要的环节。
通过对激光谐振腔的设计、光学元件的选择和布局、控制电路和软件的设计、衰减和滤波措施、稳定性和可靠性的提高、以及对数据的分析和优化，可以不断地提高激光光学系统的性能和使用效果。
激光测距仪光学系统设计
激光测距仪光学系统设计摘要：激光测距仪是利用激光器来对距离进行准确测量的仪器。
相位式激光测距仪工作时会向目标发射一束准直光，由感光元件接收目标漫反射回的光，计算准直光从发射到接收的时间，从而算出从观测者到目标的距离。
本文利用相位式测距原理的激光测距仪，在无合作目标测距时，采用可见激光进行瞄准，这对激光光斑有非常高的要求，激光的准直程度是指光斑在被测目标上的大小，这直接影响到测距精度和测程，所以，激光测距的发射光学系统的设计至关重要，解决这个问题对提高无合作目标的测程和精度都是十分有益的。
关键词：无合作目标；激光；相位测距；激光准直1无合作目标相位激光测距原理将相位式测距系统中的发射器和接收器同轴放置，发射器发出的是调制频率为的正弦调幅波，当发出的激光照射到待测目标点时，物体的表面会发生漫反射，这中间的与发射波同轴的返回波会被探测器所接收。
由于发射波和接收波之间会产生一个相位差，记为，通过测试相位差，就可以得到要测量的距离d。
；其中，c是真空中的光速；为系统的调制频率，通常在10MHz以上。
测距仪的测距能力是由从被测目标反射回探测器的光能量的多少来决定的。
由此探测器接收的最大功率的表达式就是；其中，D是接收透镜直径，是发射光学系统透过率，是接受光学系统透过率，P是发射激光平均功率，是被测物反射率，是被测点法线和测量方向之间的夹角，是大气衰减系数，d是被测距离。
上式是假定反射光照射在目标上产生漫反射，实际调制时一般都采用大口径长焦距平行光管，这就可以使可见激光光源在无穷远处的成像同接收光纤或APD所成的像相重合，接收光纤或者APD都可以用可见光对其表面进行照射，这样在平行光管里就能观察到它的像。
在短程测距时，一般不需要在被测目标上单独放置像棱镜之类的合作目标，只需要利用接收器直接来接收物体表面的漫反射信号，从而实现测距功能，也就是我们所说的无合作目标测距。
便携式无合作目标的激光测距仪体积一般较小，使用方便，主要应用于家庭或室内装修测距。
zemax激光光学设计实例与应用
zemax激光光学设计实例与应用
ZEMAX是一种用于光学系统设计和分析的软件工具，它可以应用于激光光学设计与优化。
以下是一些激光光学设计实例及应用。
1. 二极流CO2激光器的光路设计
二极流CO2激光器是一种常见的光学器件，其光路设计需要考虑到多种物理效应。
使用ZEMAX进行二极流CO2激光器光路设计，可以优化光路的效率和性能。
例如，通过添加适当的激光束扩展器可以提高光束质量和稳定性；优化反射镜的性能可以提高激光器的输出功率和效率。
2. 红外光学系统的设计
使用ZEMAX进行光学系统设计可有效提高系统的性能和光学吸收率。
例如，在红外激光器中，设计合适的焦距和两个镜头之间的距离，并对光学系统进行优化，可以显著提高系统的分辨率和成像质量。
3. 光束仿真
另一种常见的激光光学设计应用是光束仿真。
ZEMAX可以用于模拟光束在特定光学系统中的传播和焦聚。
这可以帮助设计师更好地理解光线如何在光学系统中传播。
例如，在激光切割中，设计师可以使用ZEMAX来仿真光束的传播路径和聚焦质量，以优化切割效果。
4. 激光雕刻机的光路设计
激光雕刻机是一种常见的激光光学器件，用于刻蚀或切割材料表面。
在设计激光雕刻机时，需要考虑到多种物理效应，例如材料的吸收率和光束的聚焦度。
使用ZEMAX进行光路设计和优化，可以改善雕刻效果和机器的精度。
激光和光学设计范文
激光和光学设计范文激光和光学设计是应用激光技术和光学原理进行器件设计和系统构建的一门综合学科。
激光技术是一种利用光的放大和放射特性的过程，通过光的激励态和基态之间的能量跃迁来实现的。
光学设计则是研究光的传播、衍射、散射等在器件中的物理过程以及如何通过光学元件的构建和调整来实现特定功能的学科。
激光的特性使其在许多领域中得到广泛应用，包括医学、通信、材料加工、科学研究等。
激光技术的进步和发展也对光学设计提出了更高的要求，如更高的光束质量、更高的功率密度等。
因此，激光和光学设计的结合成为了一种非常重要的学术和工程领域。
在激光和光学设计中，一个重要的概念是光学元件。
光学元件是指用于改变、转换或控制光的光学装置。
常见的光学元件包括透镜、棱镜、光栅等。
通过合理的设计和选择适当的光学元件，可以实现光束的聚焦、平行化、分光等功能。
在激光和光学设计中，光束质量是一个非常重要的指标。
光束质量用来描述光束的直径、散焦、发散角等特性。
在许多应用中，如激光切割、激光医疗等，对光束质量的要求非常高。
通过优化光学系统的设计和选择合适的光学元件，可以实现光束质量的提高。
光学元件的设计和优化也是激光和光学设计的重要内容之一、在光学元件的设计过程中，一般会考虑光学系统的成本、体积、重量等因素，并通过合适的方法研究光学元件的光学特性和性能。
通过数值模拟、实验验证等方法，可以评估光学元件的性能，并进行优化设计。
除了光学元件的设计，光学系统的整体设计也是激光和光学设计的核心内容。
光学系统的设计包括确定系统的结构、光学元件的选择和布局等。
通过合理的光学设计，可以实现光学系统的高效率、高质量和高可靠性。
总的来说，激光和光学设计是一门综合性的学科，涉及激光技术和光学原理的应用与研究。
在激光和光学设计中，光学元件的设计和优化以及光学系统的整体设计是非常重要的内容。
通过合理的光学设计，可以提高光束质量、改善激光系统的性能，并推动激光技术在各个领域的应用与发展。
激光无线通信光发射与接收电路的设计
激光无线通信光发射与接收电路的设计激光无线通信是一种高速、高带宽、高安全性的通信方式，其光发射与接收电路的设计对于通信系统的性能至关重要。
以下是激光无线通信光发射与接收电路的设计内容：一、光发射电路设计1. 激光二极管驱动电路设计激光二极管是激光无线通信系统中最常用的光源，其驱动电路需要满足高速、高稳定性、低噪声等要求。
驱动电路通常采用直流偏置电路和交流调制电路相结合的方式，其中直流偏置电路用于维持激光二极管的工作状态，交流调制电路用于调制激光二极管的输出功率。
2. 光纤耦合电路设计激光二极管的输出光束需要通过光纤进行传输，因此需要设计光纤耦合电路。
光纤耦合电路包括光纤接口、光纤调制器、光纤放大器等部分，其目的是将激光二极管的输出光束耦合到光纤中，并通过光纤进行传输。
3. 光学系统设计光学系统是激光无线通信系统中的重要组成部分，其设计需要考虑光束的聚焦、衍射、散射等问题。
光学系统包括透镜、反射镜、光学滤波器等部分，其目的是将激光二极管的输出光束聚焦到接收器上。
二、光接收电路设计1. 光电探测器设计光电探测器是激光无线通信系统中的重要组成部分，其设计需要考虑灵敏度、响应速度、噪声等问题。
光电探测器通常采用光电二极管、PIN光电二极管、APD 光电二极管等类型，其目的是将接收到的激光信号转换为电信号。
2. 前置放大器设计由于光电探测器输出的电信号较小，需要通过前置放大器进行放大。
前置放大器需要满足高增益、低噪声、高线性等要求，通常采用低噪声放大器、宽带放大器等类型。
3. 信号处理电路设计信号处理电路包括滤波器、放大器、比较器等部分，其目的是对接收到的信号进行处理，以提高系统的性能。
信号处理电路需要根据系统的具体要求进行设计，例如需要进行频率选择、幅度调整、时序恢复等操作。
以上是激光无线通信光发射与接收电路的设计内容，其设计需要充分考虑系统的性能要求和实际应用环境，以提高系统的可靠性和稳定性。
红外激光双模导引头光学系统设计研究
红外激光双模导引头光学系统设计研究一、本文概述随着现代科技的不断进步，红外激光双模导引头在军事、航空航天、精密制造等领域的应用日益广泛。
作为一种先进的制导技术，红外激光双模导引头通过集成红外和激光两种制导模式，有效提高了制导精度和抗干扰能力。
因此，对红外激光双模导引头光学系统的设计研究具有非常重要的理论意义和实际应用价值。
本文旨在深入研究红外激光双模导引头光学系统的设计方法，探讨其关键技术和实现途径。
我们将对红外激光双模导引头的基本原理和组成进行介绍，明确其工作原理和性能要求。
然后，我们将重点分析光学系统的设计要素，包括光学元件的选择、光路设计、像质优化等方面。
在此基础上，我们将探讨红外激光双模导引头光学系统的关键技术，如光学元件的精密加工、光学系统的热设计和环境适应性等。
我们将结合实例，对红外激光双模导引头光学系统的设计进行具体分析和优化，为其在实际应用中的性能提升提供理论支持和实践指导。
通过本文的研究，我们期望能够为红外激光双模导引头光学系统的设计提供一套完整、系统的理论框架和技术支持，推动该领域的技术进步和应用发展。
我们也希望能够为相关领域的研究人员提供有益的参考和启示，共同推动红外激光双模导引头技术的不断创新和发展。
二、红外激光双模导引头光学系统基本原理红外激光双模导引头光学系统是一种先进的制导技术，结合了红外和激光两种制导模式的优点，从而提高了制导精度和抗干扰能力。
其基本原理主要基于红外成像和激光测距技术。
红外成像技术利用物体发射或反射的红外辐射来形成图像。
在红外导引头中，红外探测器接收目标物体发出的红外辐射，通过信号处理将辐射转换为电信号，进而生成目标的红外图像。
这种图像不仅能在可见光受限的环境下（如夜间或雾霾天气）提供目标的可见性，还能通过不同物体的红外辐射特性来区分目标和背景。
激光测距技术则通过测量激光脉冲从导引头发射到目标并返回的时间来计算目标与导引头之间的距离。
激光测距具有高精度和高速度的特点，能够实时提供目标的距离信息。
激光对刀仪光学系统设计
激光对刀仪光学系统设计
激光对刀仪的光学系统是非常重要的组成部分，它主要用于精确定位和测量目标物的位置以及其大小。
以下是激光对刀仪光学系统的设计细节：
1. 主要组成部分：光源、光电传感器、透镜、反射镜。
2. 光源采用高亮度激光二极管，具有稳定的激光输出和长寿命。
3. 光电传感器能够接收反射光并将其转化为电信号，以实现目标物距离和大小的测量。
4. 透镜和反射镜将激光束引导到目标物表面上，并将反射光汇集到光电传感器上。
5. 光学系统需要进行精密调整和定位，以确保激光束的精确对准和传输，并保证反射光的准确检测和记录。
6. 光学系统需要经过仔细的校准和测试，以保证其性能和稳定性。
7. 光学系统设计需要考虑实际应用中可能会遇到的各种条件，如光线干扰、杂光干扰和环境噪声等。
综上所述，激光对刀仪的光学系统设计非常重要，需要进行精密调整和校准，以确保其性能和稳定性。
CAD软件中的激光和光学系统设计技巧
CAD软件中的激光和光学系统设计技巧激光和光学系统设计是CAD软件的一项重要应用领域。
借助CAD的强大功能，设计师能够在虚拟环境中精确地建模和分析光学元件的性能。
本文将介绍一些在CAD软件中进行激光和光学系统设计的技巧。
首先要注意的是，选择适合的CAD软件非常关键。
市场上有许多种CAD软件可供选择，如SolidWorks、AutoCAD和CATIA等。
不同的CAD软件有不同的特点和优势，所以在选择软件时应根据具体的应用需求进行评估。
一般来说，进行光学设计时，需要使用CAD软件中的建模工具来绘制光学元件的几何形状。
在绘制时，应注意几何形状的精度和对称性。
几何形状的精确度直接影响到光学元件的性能，因此应确保绘制的几何形状符合设计要求。
此外，对称性也是光学元件设计中一个重要的考虑因素，过高或过低的对称性会影响光学系统的整体性能。
在绘制几何形状的过程中，可以运用CAD软件的约束和关系工具来确保几何形状的精确度和对称性。
通过添加约束和关系，可以将几何形状与其他对象或平面进行关联，以确保其位置和形状始终保持一致。
这样，在进行光学元件设计时，可以更加方便地完成形状的修改和调整。
一旦绘制完成几何形状，接下来就需要进行性能分析。
CAD软件中有一些强大的分析工具，如光学路径分析、波前分析和光线追迹等，可以帮助设计师评估光学元件的性能。
这些分析工具可以模拟光线的传播路径，并计算出波长、焦距、光斑直径等相关参数。
通过对这些参数的分析，设计师可以更好地了解光学元件的行为，并做出相应的调整和优化。
此外，在进行激光和光学系统设计时，还可以运用CAD软件中的优化工具来提高设计的性能和效率。
例如，可以使用参数化设计功能，将设计参数与光学元件的性能参数进行关联。
这样，当需要对设计进行调整时，只需改变设计参数，而无需重新绘制和分析。
这种优化工具的使用，可以大大节省设计时间和成本。
为了提高设计的可行性和稳定性，还可以考虑使用CAD软件中的仿真工具。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
激光发射光学系统总体设计
[摘要] 以远距离激光探测为背景,针对1.06 ?m yag调q脉冲激光器,进行了其发射光学系统的总体设计。
根据探测系统指标分析提出了发射光学系统需要达到的技术指标,归纳了其总体设计方法和流程。
最后给出了发射光学系统设计方案。
[关键词] 光学设计激光发射光学系统总体设计激光探测
1 引言
虽然激光器发出的激光束方向性很好,也就是光束发散度很小。
但激光输出是一个有限的孔径,因此总存衍射现象,使得激光束不
能构成发散度为零的理想平行光束。
因此,无论何种激光器都有一定的发散角。
针对远距离目标的激光探测系统作用距离需要达到上百公里,那么,如何提高发射光束的质量,设计出一个性能良好合乎要求的激光发射系统,以便提高作用距离来满足主动探测的需要就显得尤为重要。
探测系统的作用距离首先取决于激光发射系统发射的激光束质量,为了改善光束的方向性,将激光束携带的能量最大
限度传送到远距离的目标上,就需要较大的光束宽度和较小的发散角,因此需要对其进行扩束。
2 系统整体设计与指标分析
进行系统设计之前,首先要明确系统需要达到的技术指标,下面
主要分析扩束比等主要指标的要求。
设计中针对的激光器为调q脉冲nd: yag激光器,其参数如下:波长1064nm、平均功率4w、峰值功率20 mw、脉冲宽度10～20ns、转换效率1～3%,发散角4～5 mrad、
调q电压4000v、工作电压800v。
激光接收系统中探测器探测的是能量,探测信号的能力以信噪比作为评价指标,信噪比表达式为
(1)
式中nep为探测器等效噪声功率,由探测率(探测灵敏度) d*决定(2)
式中st为探测器面积。
最小可探测功率prmin为
(3)
式中,d*=2×1010cm·hz,δf为电子放大线路的等效噪声带
宽,fmin为电子线路设计的最小噪声系数。
为了确保探测到目标,后向反射光功率pas应大于或等于激光接收系统探测器最小可探测功率prmin。
将上述各式进行整理,并设pas=prmin,则可以得到系统的最大探测距离rmax为
(4)
式中,θt为发射激光束发散角,θs为反射光束发散角,0.838是分布在airy斑第一个暗环内部的功能百分比,p0为激光发射功率,ar为接收系统的光学镜头的面积,as为镜面目标的光学镜头的有效接收面积,ρs是镜头目标的反射系数,τt为发射光学系统的透过率,τ为激光单程大气透过率,τs为目标光学系统透过率,τr 为接收光学系统的透过率。
根据需要,设最大作用距离rmax=200 km,其他的参数取较为普遍的值,取最小可探测功率prmin=0.05 μw,发射功率p0=20 mw,接收
系统的光学镜头的面积ar=π/16,目标光学镜头的有效接收面积as=π/100,镜头目标的反射系数ρs=0.02,发射光学系统的透过率τt=0.6,激光单程大气透过率τ=0.5(垂射0.92),目标光学系统透过率τs=0.6,接收光学系统的透过率τr=0.6,后向发散角主要受镜头目标所控制,取10 mrad,计得θt=0.1165 mrad。
因此,取其等于0.11 mrad,由于激光器输出光束发散角为5 mrad,将扩束系统的扩束比可调范围定为1～50。
其他参数选择:最小发散角<0.11 mrad,最大作用距离200 km,发射光学系统最后口径小于0.5 m,工作距离小于1 m。
其他的基本指标及详细确定需要在设计中结合系统要求合理的逐一确定。
3 设计方法与流程
进行光学系统设计,首先就是根据使用条件,来决定满足使用要求的各种数据,即决定光学系统的性能参数、外形尺寸和各光组的结构等。
一个完整的设计结果应该包括:
(1) 光学系统结构图;
(2) 主要参数(焦距视场物像距);
(3) 结构参数:半径、厚度、间隔、玻璃号、口径、外径;
(4) 成像质量:像差,像差曲线图。
可以分为4个阶段来进行,具体流程如图1所示。
首先,进行系统方案设计及外形尺寸计算。
在这个阶段里设计拟定出光学系统的整体方案和原理图,确定基本光学特性,使之满足给定的技术要求。
然后,进行初始结构的计算和选择。
初始结构参数主要指的是光学系统中各个镜子参数以及相对位置,主要包括曲率,口径,焦距,
玻璃材料,镜子厚度,类型,镜子间隔等。
确定了初始结构参数,在此基础上才能进行优化设计。
再次,象差校正和平衡。
初始结构选好后,在计算机上用光学计算程序进行光路计算,算出全部象差及各种象差曲线。
从象差数据分析找出主要是哪些象差影响光学系统的成像质量,从而找出改进的办法,开始进行象差校正,直到满足成像质量要求为止。
最后,进行像质评价。
像质评价指标主要包括瑞利判断、点列图、光学传递函数等。
瑞利判断是指实际波面与理想波面之间的最大波象差不超过1/4 波长,这是一种较为严格的象质评价方法。
点列图评价以airy斑为参考,airy斑是物理光学的一个概念,它指出在形成的弥散斑直径在(2.44×焦距×主波长)以内的时候,该光学系统可以认为是理想光学系统。
光学传递函数具有客观、可靠的优点,并且便于计算和测量,它不仅能用于光学设计结果的评价,还能控
制光学系统设计的过程、镜头检验、光学总体设计等各方面。
4 结语
根据以上的指标分析和设计方法分析,由于系统要求的扩束比可调范围较大,可采用二级扩束发射系统,整体方案如图2所示。
一级扩束系统光束宽度较小,采用折射型式扩束系统并承担扩束变焦的任务,使其扩束比达到1.5～10。
二级扩束系统光束宽度较大,采用离轴反射型式,设计固定扩束比为5。
整体扩束比达到1.5～50均匀
可调。
参考文献:
[1] 谷锁林, 孙华燕, 张永基, 宋丰华. 空中目标的激光主动
探测[j]. 激光与红外, 2005, 35(7): 476-478.
[2] 蔡常达. 变焦距激光扩束系统的结构设计[j]. 激光与红外, 1996, 26(1): 30-31.
[3] 李晓彤, 岑兆丰. 几何光学?像差?光学设计[m]. 浙江: 浙
江大学出版社, 2003: 180-190.
[4] 赵延仲, 宋丰华, 孙华燕. 1.06 μm脉冲激光高倍率变焦的扩束发射光学系统设计[j]. 红外与激光工程, 2007, 36(6):
891-895.。