激光扩束器
扩束器原理
扩束器原理
扩束器原理是一个光学设备，它可以将光斑的尺寸和强度改变，以便改善检测或成像系统的性能。
扩束器也称作光斑调整器，可以在激光系统或其他光学系统中扮演重要角色。
扩束器是通过使用某种光学元件，如折射镜，透镜，反射镜，棱镜或定向反射器，来实现其功能的。
它可以改变光斑尺寸（诸如宽度，长度和直径），以及它的强度（最大亮度）。
扩束器通常用于改善光学检测或成像系统的性能，如改善聚焦，增强背景分辨率，缩小图像点的尺寸，以及改善实际测量幅度的精度。
它们还可以用于增加光学系统的存储容量，例如一次将更多的信息如图像存储到一个驱动器中，或者在传输光信号时增加数据传输速率。
在光学系统设计中，扩束器有可能不只使用一个，而是多个相互连接。
它们的连接顺序依赖于光学系统的工作原理和功能。
例如，可以将透镜和棱镜结合在一起，以增加光轴的角度，从而在整个系统中改变光斑的尺寸和形状。
其他一些选择包括将多个棱镜组合成一个光学元件，以改变光斑的尺寸或形状，或将透镜和折射镜混合使用，以改变光斑的尺寸和强度。
扩束器的工作原理取决于它的类型和特性。
例如，通过将透镜，折射镜或棱镜组合在一起，它们可以改变光斑的尺寸和强度，从而改善检测或成像系统的性能。
它们也可以用来调整光路中的光斑尺寸和强度，以调整激光输出，改善测量精度，或在传输光信号时增加数据传输速率。
激光扩束镜选择指南
激光扩束器选择指南 消色差系列伽利略式激光扩束镜高功率系列伽利略式激光扩束镜低功率系列伽利略式激光扩束镜可变倍率系列伽利略式激光扩束镜紫外波段伽利略式激光扩束镜大光束大倍率开普勒式激光扩束镜消色差系列伽利略式激光扩束镜该设计使用一片平-凹单透镜来提供所需的发散度，以及经过优化设计的空气间隔透镜组来平衡像差和重准直光束。
调节单透镜控制发散透镜的调节，分度为50微米。
所有的设计均提供A （400-650纳米），B（650-1050纳米）或C（1050-1620纳米）宽带增透膜。
● 降低光束发散度● 提供衍射极限性能,引入的波前误差小于λ/4 ● 光洁度:20-10 ● 增透膜: R avg < 0.5% ● 抗损伤阈值:100W/cm 2CW2倍伽利略式扩束器ItemInput BeamCoating(nm)ThreadPrice(RMB ) BE02M-A Ø8mm 350 - 6501.035”-40¥2240 BE02M-B Ø8mm 650 - 10501.035”-40¥2240 BE02M-CØ8mm1050 - 16201.035”-40¥2240典型波前畸变网格线图3倍伽利略式扩束器Item Input Beam Coating(nm) Thread Price(RMB) BE03M-AØ8mm 350 - 650 1.035”-40 ¥2650 BE03M-BØ8mm 650 - 1050 1.035”-40 ¥2650 BE03M-CØ8mm 1050 - 1620 1.035”-40 ¥26505倍伽利略式扩束器Item Input Beam Coating(nm) Thread Price(RMB) BE05M-AØ4.5mm 350 - 650 1.035”-40 ¥2820 BE05M-BØ4.5mm 650 - 1050 1.035”-40 ¥2820 BE05M-CØ4.5mm 1050 - 1620 1.035”-40 ¥282010倍伽利略式扩束器Item Input Beam Coating(nm) Thread Price(RMB) BE10M-AØ3.5mm 350 - 650 1.035”-40 ¥3048 BE10M-BØ3.5mm 650 - 1050 1.035”-40 ¥3048 BE10M-CØ3.5mm 1050 - 1620 1.035”-40 ¥304815倍伽利略式扩束器Item Input Beam Coating(nm) Thread Price(RMB) BE15M-AØ3.0mm 350 - 650 1.035”-40 ¥3336 BE15M-BØ3.0mm 650 - 1050 1.035”-40 ¥3336 BE15M-CØ3.0mm 1050 - 1620 1.035”-40 ¥3336高功率系列伽利略式激光扩束镜恒兢科技高功率系列激光扩束镜通过对第一入射面采用凸面设计,使入射光的回波反射无法会聚,以避免对其他元件的损伤。
激光准直扩束镜波前差的ptv值
激光准直扩束镜波前差的ptv值
对于激光扩束镜，有两种经典的结构，一种是开普勒型，一种是伽利略型。
对于激光扩束镜而言，优先使用伽利略型。
设计一个在波长$\lambda$=0.6382μm下操作的激光扩束器，光束输入直径为5mm，输出直径为25mm，输入输出均为准直光，系统总长不超过250mm。
在实际的使用过程中，希望镜头的扩束效果比较好，所以在激光扩束后，波前差的PTV值小于$\lambda$/10。
PTV值是指峰值到谷值的光程差，激光扩束镜波前差的PTV值越小越好。
在实际应用中，设计人员可以根据具体的应用场景和需求，选择合适的激光扩束镜，并对其进行优化设计，以获得更好的扩束效果。
激光扩束镜选择指南
激光扩束镜选择指南激光扩束镜是一种用于控制和调节激光光束直径的光学元件。
随着激光技术的广泛应用，激光扩束镜的选择变得越来越重要。
本文将从激光波长、光束直径、材料选择、镜面质量等多个方面，为您提供一份激光扩束镜的选择指南。
1. 激光波长：激光波长是选择激光扩束镜的关键因素之一、不同波长的激光会对材料产生不同的影响，因此需要根据激光的波长来选择合适的激光扩束镜。
常见的激光波长包括红色（650nm）、绿色（532nm）、蓝色（445nm），对应的激光扩束镜也有所不同。
2.光束直径：激光扩束镜的主要功能是调节光束的直径。
光束直径是激光技术中一个重要的参数，它决定了激光束的聚焦能力和传输效率。
根据实际需要，选择合适的光束直径，可以提高激光系统的性能和稳定性。
3.材料选择：激光扩束镜通常由光学玻璃、石英和金属等材料制成。
不同材料具有不同的光学性能。
例如，光学玻璃具有较好的透光性和耐热性，适用于大多数常见的激光波长。
而石英具有优秀的耐热性和耐化学性，适用于高功率激光器系统。
4.镜面质量：激光扩束镜的镜面质量直接影响光束的质量。
在选购激光扩束镜时，要选择具有高表面质量和小表面粗糙度的镜面。
这样可以减少激光束透射和反射时的损耗，提高激光束的质量和传输效率。
5.环境适应性：激光扩束镜通常用于工业和科研领域，工作环境复杂多变。
因此，在选择激光扩束镜时，要考虑其适应不同工作环境的能力。
例如，工业应用通常需要耐高温、耐振动和防护等特性，而科研应用可能需要更高的准确性和稳定性。
6.成本效益：激光扩束镜的成本也是选择的重要因素之一、根据不同的应用需求，选择合适的激光扩束镜，既要满足技术要求，又要符合预算限制。
因此，要充分考虑成本和性能的平衡，选择性价比较高的激光扩束镜。
综上所述，选择适合的激光扩束镜需要考虑多个因素，包括激光波长、光束直径、材料选择、镜面质量、环境适应性和成本效益等。
只有综合考虑这些因素，才能选择到最合适的激光扩束镜，提高激光技术的应用效果。
(完整版)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.(完整版)基于ZEMAX的激光扩束系统设计开题报告毕业设计开题报告1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述:文献综述1。
1 本课题研究的背景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束的扩束.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却是宽光束，如激光全息、光信息处理、激光照明等.例如在激光干涉仪的应用中，它要照射比激光束口径大的多的被测物体，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。
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：魏松岩目录第一章绪论 (1)引言 (1)激光束及其准直扩束的原理 (1)折射型扩束器基本结构 (4)开普勒扩束镜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)准直扩束系统的参数确定 (9)确定激光扩束系统的初始结构 (9)ZEMAX的优化 (11)第一章绪论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。
激光束及其准直扩束的原理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,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。
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。
输入镜将一个虚焦点光束传送给输出镜，两个透镜是虚共焦结构。
一般小于20倍的扩束镜都用该原理制造，因为它简单、体积小、价格也低。
尽可能的该扩束镜设计成小的球面相差、低的波前变形和消色差。
它的局限性在于不能容纳空间滤波或者进行大倍率的扩束。
高精度连续变倍率激光扩束系统设计
２．１ ＬＣＳＬＭ 实现数字透镜功能的原理 由于 ＬＣＳＬＭ 具有可编程性，故通过给其加
载不同灰度信息的相位调制图可以控制加在其上 的电压，通过改变外加电压可以改变液晶分子的 指向，从而使液晶分子折射率发生变化，当入射光 经过折射率不同的液晶分子后，就会产生光程差 Δφ，从而实现对入射光波的相位调制［１０１２］。利用
求。为解决上述问题，考虑到液晶空间光调制器 （ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＳｐａｔｉａｌＬｉｇｈｔＭｏｄｕｌａｔｏｒ，ＬＣＳＬＭ） 具有可编程，体积小，功耗低，无须机械转动，响应 速度快，测量精度高等优点［７９］，本文提出采用主 动的光学变焦系统，将 ＬＣＳＬＭ 作为主动光学元 件加入到光学变焦系统中。本文设计的基于 ＬＣ ＳＬＭ的变焦系统可以实现对激光束 ２× ～５×倍的 连续变倍率准直扩束，且该系统具有响应速度快、 操作方便，结构简单、精度高、维护成本较低等优 点。然而，由于液晶只能对线偏振光进行校正，因 此需要利用偏振片产生偏振光，这会导致能量的 损失，另外，液晶还存在无法承受大功率激光照射 的不足。因此，该系统不适合大功率以及对功耗 敏感的场合。
ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００００，Ｃｈｉｎａ； ２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＳｐａｃｅＯｐｔｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ
ＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００００，Ｃｈｉｎａ； ３．ＣｈａｎｇｃｈｕｎＧｕａｎｇＫｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｃｈａｎｇｃｈｕｎ１３００００，Ｃｈｉｎａ）
第 １２卷 第 ３期
中国光学
Ｖｏｌ．１２ Ｎｏ．３
简易激光扩束器的设计和制作
简易激光扩束器的设计和制作激光扩束器是一种用于将激光束从较小的光斑扩展为较大光斑的装置。
它被广泛应用于激光加工、激光切割、激光打标等领域。
本文将介绍一种简易激光扩束器的设计和制作方法。
设计思路：激光扩束器的设计主要包括两个方面：一是设计扩束光学系统，二是设计支架和固定装置。
光学系统是扩束器的核心部分，其主要功能是将光源的激光束扩展为所需光斑大小。
支架和固定装置则用于固定激光器和光学元件，保证整个系统的稳定性和可靠性。
1.设计扩束光学系统：扩束光学系统由凸透镜或透镜组成，其结构可以融合多个透镜，用于实现不同程度的扩束效果。
光学系统的设计原则是根据输入光斑的直径和所需扩束光斑的直径，确定透镜的焦距和透镜的间距，从而得到所需的扩束效果。
2.设计支架和固定装置：支架和固定装置的设计主要是为了保证光学系统的稳定性和可靠性。
可以使用金属材料如铁、铝等来制作支架和固定装置。
支架的设计要考虑光学系统的大小和形状，确保透镜和光源之间的距离和位置固定不变。
固定装置可以使用螺丝、销钉等固定装置，固定光学系统和支架。
制作过程：1.准备工作：选购适合的透镜和光源，选择适当的材料制作支架和固定装置，准备必要的工具如锉刀、打磨机、钳子等。
2.设计光程：根据扩束光学系统的要求，计算出透镜的间距和焦距，确定所需光程和位置。
3.制作支架和固定装置：根据设计要求和透镜的大小，使用金属材料制作支架和固定装置。
可以根据需要加工，打磨和调整尺寸以适应光学系统的安装。
4.安装光学系统：根据设计的光程和位置要求，将透镜安装在支架上，通过固定装置固定在支架上。
确保透镜和光源之间的距离和位置固定不变。
5.安装光源和测试：将激光器或者光源安装在支架上，并与光学系统相连接。
连接好电源，对系统进行测试，观察扩束效果是否满足需求。
6.调整优化：根据实际情况，调整光学系统的参数，如透镜的间距、焦距等，进一步优化扩束效果。
可以通过实验和测试，不断调整和优化以获得更好的扩束效果。
激光扩束器
激光扩束器Red Line Laser Module（cl）本产品采用原装进口激光二极管，体积小，光线清晰，出光张角大，直线度高。
我们可以制作固定焦点同时可以制作可调焦的红光线状激光器，请打零贰玖捌捌柒贰陆柒柒叁客户可以根据各种要求调整焦点。
The laser has original import laser diode, small body and clear beam. The fan angle and line degree is high. We can offer red Line Laser Module with focus adjustable or fixed. Customer also can adjust the focus according various requirements.输出波长：635nm 650nm 660nm输出功率：635nm 0.5～30mw650nm 0.5～200mw660nm 0.5～300mw工作电压：2.7~24V DC工作电流：≤450mA光束发散度：0.1～1.5mrad出光张角：10º～135º光线直径：≤0.5mm ＠0.5m；≤1.0mm ＠3.0m；≤1.5mm ＠6.0m；直线度：≤1.0mm ＠6.0m光学透镜：光学镀膜玻璃或塑胶透镜尺寸：Φ8×25mm；Φ9×35mm；Φ11×37mm；Φ12×40mm；Φ16×55mm；Φ16×65mm；Φ16×80mm；Φ22×85mm；Φ26×110mm（可定制）工作温度：－10～75℃储存温度：－40～85℃激光等级：ⅢbOutput wavelength: 635nm 650nm 660nmOutput power: 635nm 0.5～30mw650nm 0.5～200mw660nm 0.5～300mwOperating voltage: 2.7~24V DCOperating current: ≤450mABeam divergence: 0.1～1.5mradFan angle: 10º～135ºBeam diameter: ≤0.5mm ＠0.5m；≤1.0mm ＠3.0m；≤1.5mm ＠6.0mLine degree: ≤1.0mm ＠6.0mOptics: coated glass lens or plastic lensSize: Φ8×25mm；Φ9×35mm；Φ11×37mm；Φ12×40mm；Φ16×55mm；Φ16×65mm；Φ16×80mm；Φ22×85mm；Φ26×110mm（made as requirement）Operating temperature: －10℃～75℃Storage temperature：-40℃～85℃Laser classification: Ⅲb。
激光扩束镜结构
激光扩束镜结构激光扩束镜是一种用于调整激光光束直径的光学元件。
它通常由一个具有一定曲率的球面镜面组成。
激光扩束镜结构的设计和制造对于激光器的性能和应用具有重要影响。
一般而言，激光扩束镜由两个主要部分组成：球面镜面和支撑结构。
球面镜面是调整激光光束直径的关键部分，它通常由光学玻璃或光学晶体制成。
球面镜面的曲率决定了光束扩束的方式，不同的曲率可以实现不同的扩束效果。
支撑结构则是用于固定和支撑球面镜面的部分，它通常由金属或塑料材料制成，具有足够的刚度和稳定性。
在激光扩束镜结构中，球面镜面的形状和曲率是关键因素。
一般来说，球面镜面可以分为凸面镜和凹面镜两种类型。
凸面镜具有正的曲率，可以将激光光束聚焦到一个点上，实现光束的收束。
而凹面镜则具有负的曲率，可以将激光光束扩散开来，实现光束的扩束。
根据需要，激光扩束镜可以选择不同曲率的球面镜面来实现不同的扩束效果。
在激光扩束镜结构中，还可以通过调整球面镜面的位置来进一步调整光束的直径。
通过改变球面镜面与光源之间的距离，可以改变光束的扩束或聚束效果。
例如，将球面镜面与光源距离缩小，可以实现光束的扩束；而将球面镜面与光源距离增大，则可以实现光束的聚束。
除了球面镜面和支撑结构，激光扩束镜结构中还可能包括其他辅助部件，如调节装置和冷却系统等。
调节装置可以用于微调球面镜面的位置和角度，以便实现更精确的光束扩束效果。
冷却系统则可以用于控制激光扩束镜的温度，以确保其稳定性和性能。
激光扩束镜结构是由球面镜面和支撑结构组成的光学元件。
通过调整球面镜面的形状、曲率和位置，激光扩束镜可以实现不同的光束扩束效果。
激光扩束镜的设计和制造对于激光器的性能和应用具有重要影响，因此在实际应用中需要根据具体需求进行选择和优化。
激光扩束镜原理与应用讲解
激光扩束镜原理与应用讲解一、激光扩束镜的原理1.透镜：透镜是激光扩束镜的核心部件，通常采用凹透镜。
透镜的功能是改变光线的传播方向，并使光线的角度发生变化。
当光线通过透镜时，透镜会改变光线的传播方向，使光线发生偏折。
2.凸透镜：凸透镜是激光扩束镜中的关键组件，它能够使光线发生折射，并且将光束聚焦到一个点上。
通过调整凸透镜的位置和角度，可以改变光束的直径。
3.透镜支架：透镜支架是用来支撑透镜和凸透镜的结构，使其固定在一定的位置上。
透镜支架通常由金属材料制成，具有较高的稳定性和耐用性。
二、激光扩束镜的应用1.激光加工：在激光加工过程中，激光扩束镜可用于调节激光束的直径，以满足不同加工要求。
通过调整激光束的直径，可以控制激光的能量密度和聚焦效果，从而实现精确加工。
2.激光测量：激光扩束镜可用于激光测距仪、激光测厚仪等激光测量设备中。
通过调整激光束的直径，可以改变激光测量设备的测量范围和精度。
3.激光打印：激光扩束镜常常用于激光打印机中，通过调整激光束的直径，可以控制打印机的打印速度和打印质量。
激光扩束镜还可用于打印机的校准和调试。
4.激光显示：激光扩束镜可用于激光显示器中，通过调整激光束的直径和角度，可以控制激光显示器的显示效果和分辨率。
5.光通信：激光扩束镜也广泛应用于光通信设备中，通过调整激光束的直径和角度，可以改变光通信设备的传输距离和信号强度。
总结：激光扩束镜是一种能够调整光束直径的光学设备，其原理是通过透镜和凸透镜的运用，改变光线的传播方向和角度，从而实现光束的扩束。
激光扩束镜在激光加工、激光测量、激光打印、激光显示和光通信等领域都有广泛的应用。
通过调整激光束的直径和角度，可以实现不同工艺的需求，并能改变光学设备的性能和特性。
多重结构配置的激光束扩大器设计
科学技术创新2019.27多重结构配置的激光束扩大器设计张云哲钟小康张旭王郭玲（西安文理学院原子与分子重点学科，陕西西安710065）摘要：激光扩束的目的是可以扩展激光束的直径。
因此它可以被应用在很多的领域当中，最为熟知的就是望远镜系统当中。
而本项目则是主要应用ZEMAX 仿真软件。
本项目使用了波长为1.053微米，要求设计出输入光束直径为100mm,输出直径为20mm ，且输入和输出光束要平行。
根据要求求出系统初始结构，尺寸计算，利用ZEMAX 光学软件模拟系统具体光路图配置，并进行像差优化处理，结果表明，此系统像质优良，结构紧凑，系统满足设计要求。
关键词：光学设计；ZEMAX ；激光扩束中图分类号:O433.5+4文献标识码:A 文章编号:2096-4390(2019)27-0014-021绪论目前激光扩束器的应用十分广泛，我们熟知的有几个类型，一种是透射式激光扩束器[1-3]，它大多是相同的结构组成的，可能就是镜片个数不同的区别。
比如开普勒系统和伽利略系统就是透射式的。
它突出的特点就是结构简单，大多情况下是由球面透镜组成的，所以，为了更好地让变倍系统有良好的效果，我们是可以通过各种途径来达到效果的[4-6]。
换句话说，就是更难的光学系统我们都可以设计，像变倍系统也是可以的。
如果我们要求的系统输出的激光口径很大的话，很容易我们会知道透镜的口径也一定会随之增大，那么这就会使得一部分和口径相关的像差也会明显的增大，例如球差、彗差等等都会增大[7]。
这样不只是照明的分布性受到了影响，也会让透镜的加工难度和成本随之提高，因此，只有小倍率的系统才适合用该类系统。
另外一种类型，则是反射式扩束系统。
通常情况下，像卡塞格林系统、格里高利系统都是[8]。
还有离轴反射式系统也属于该类型。
采用大口径的反射的镜面，不止提高了扩束比，而且它的非球面设计会让误差的降低效果大大提高，这是该类系统的一个突出特点。
压缩发散角受扩束比的影响，所以扩束比越大，就回越有利与它，并且提高了准直性，因此在激光扩束中有了广泛的应用。
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。
扩束器在高能激光中的应用
扩束器在高能激光中的应用
扩束器在高能激光系统中扮演着重要的角色。
其主要应用可以概括为以下几个方面：
1. 能量扩展：扩束器可以将高能激光的光束直径扩大，从而增加激光在一定距离上的能量覆盖面积。
这在需要对较大面积目标进行照射的应用场景中尤为重要，如激光武器系统、激光切割和焊接等。
2. 传输效率提升：通过扩束器，高能激光在传输过程中的发散角可以得到有效控制，减少因发散造成的能量损失，提高激光传输的效率。
3. 目标照射控制：扩束器可以调整高能激光的束散角，精确控制激光对目标的照射范围和强度分布，这对于精确打击和避免无辜伤害至关重要。
4. 系统设计灵活性：在高能激光系统中，扩束器可以提供设计的灵活性，允许系统根据不同的应用需求和操作条件进行调整。
5. 安全性和操作性：扩束器有助于控制高能激光的辐射范围，保障操作人员的安全，并遵守相关的辐射防护规定。
6. 长距离传输：在长距离激光传输应用中，扩束器可以补偿激光在传输过程中的光束扩散，保持光束的聚焦性能，
这对于高能激光的有效传输至关重要。
扩束器的设计和制造要求高度精密，以确保其性能满足高能激光系统的要求。
在高能激光技术领域，不断的技术创新和发展对于提升扩束器的性能和实用性至关重要。
同时，使用扩束器时，还需严格遵循相关安全规程和法规，确保人员安全和环境保护。
激光器扩束镜调整装置及激光器扩束镜的调整方法[发明专利]
![激光器扩束镜调整装置及激光器扩束镜的调整方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/5b8fe012f61fb7360a4c6535.png)
专利名称：激光器扩束镜调整装置及激光器扩束镜的调整方法专利类型：发明专利
发明人：郑义,邱港,马世建
申请号：CN201210539806.9
申请日：20121214
公开号：CN103064189A
公开日：
20130424
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种激光器，具体地说，涉及一种激光器扩束镜调整装置及激光器扩束镜的调整方法，本发明提供了一种简便、高效的扩束镜调整方法及实用的调整装置。
该方法能直接准确的判断激光器的同轴度，提高了激光器的制造成品率，提高了制造效率，适合批量生产，其包括固定激光器的平台，平台外围设置固定平台和凸透镜的支架，支架使激光器与凸透镜的光学中心能实现同轴心，本技术方案激光器扩束镜调整装置包括固定激光器的平台，平台外围设置固定平台和凸透镜的支架，支架使激光器几何中心与凸透镜的光学中心能实现并保持同轴心，这样就可以直接把激光器光源和凸透镜放到平台和支架的相应位置然后经过微调就可以完成激光器扩束镜的安装过程。
申请人：青岛镭创光电技术有限公司
地址：266000 山东省青岛市城阳区夏庄街道华仙路南
国籍：CN
代理机构：山东清泰律师事务所
代理人：聂磊
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一种高倍率激光扩束器准直性调整机构研制
长春 理 工 大学 学报 （ 向然 科 学版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ａ ｇ ｈ ｎＵ ｎｖ ｒ ｉ ｆ ｏ ｅ ｏ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ Ｎ ａｕ’ ｃｅ ｃ ｄ ｔ ｎ ｏ ｒ ａ Ｃｈ ｎ ｏ ｕ ｉ ｅ ｓｔ ｏ Ｓ ｉｎ ￣ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ（ ｔｔ ｌ ｉｎ ｅ Ｅ ｉ ｏ ｏ ｙ ａＳ ｉ
坏 ，在小 物镜 上 设计 了－ 套 高定 心度直 线调 整机 构 ，使大 、小物 镜之 问 的距离 可 调 ，从 而保 证 通过扩 束器 激光 光束 一 的准 直性 不会 受环 境温 度 变 化的 影响 。在介 绍激 光 扩束 器：作 原理 的基 阳． ，给 了激 光 扩束 器准血 件 调坚机 构 的 【 ： ｌ ｉ ， 卜
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Ｖｏ ＮＯ ４ Ｉ ３３ ． １ ｅ ２ ０ Ｄ ｃ ０ｌ
一
种 高倍 率激 光扩束器准直性调整机 构研制
于萍
（ 丽科 学 院 长春 光学 精密机 械 物理 研 究所 ，长春 巾 Ｉ０ ３ ） ０ ３ ３
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
摘
要 ：为提 高单 位面 积 的激 光 能量 ，保证 在环 境温 度变化 过 程中通 过高 扩束 倍率 扩束 器 的激 光束 的准直 性 不被破
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激光扩束器
光源发出的激光一般是一束准直的细圆柱光束，直径为1～2mm，而实际要求激光束有一定的宽度.下面讨论两种常用扩束方法.
1) 棱镜扩束法
由于棱镜材料的折射，使出射光方向与入射光方向不同，其入射角与棱镜顶角的变化可以引起光束宽度的改变.棱镜扩束示意图如图1a .每个棱镜的扩束比为
D/d=M=cos［arcsin（sinφ/μ
p
）］/cosφ′
式中D为出射光的宽度；d为入射光的宽度；M为扩束比；φ为入射角；φ′
为折射角；μ
p 是棱镜的折射率.玻璃棱镜的μ
p
=1.54.根据现有的数据，d=2mm，
D=47mm,则总的扩束比为
M
n
=D/d=23.5
图1 棱镜扩束系统
若想用3个棱镜完成扩束比，则每个棱镜的扩束比应为
M=M1/3
n
=2.8
由M=cos［arcsin(sinφ/μ
p
)］/cosφ′=2.8 ，可近似算得φ=81°.
由折射定律μ
p
=sinφ/sinφ′,可得φ′=53°.
在选择棱镜的顶角时，应使得出射光束尽可能垂直于出射面，以使这个出射面反射最小.由几何学可知，应取棱镜顶角ψ＝φ′＝53°.实际的棱镜扩束光路如图1b.和下面的透镜扩束相比，具有体积小，无象差等优点，并同时使入射光方向转了近90°，用在系统光路中即扩展了光束，也使光线方向发生改变，起到了扩束镜和反射镜的双重作用.总尺寸为10cm×10cm.
2) 透镜扩束法
设透镜的焦距为F，物距和象距分别为S
01和S
02
，它们之间的关系为
当S
01=F时，S
02
=∞,说明透镜焦点上的一个点光源经过透镜后为一平行光；
当S
02=F时，S
01
=∞,表明当入射光为一平行光时，经过透镜后，聚焦在透镜的焦
点上，如图2所示.
图2 透镜聚光原理
利用这一特点，采用两个焦距不同的透镜，可以构成如图3所示的扩束和准
直系统.F
1、F
2
分别为两个透镜的焦距，由几何光学原理很容易得出束宽放大比
率为
M=F
2/F
1
设激光束直径为d，光束宽度为D，那么
M=D/d=F
2/F
1
图3 扩束系统
和棱镜相比，透镜存在相差的影响，其中最主要的是球差.球差是由于非傍轴光线通过透镜时屈折得过分利害引起的，从而引起聚焦不好，如图4a.但是如果把一块透镜想象成两块棱镜在底部连接而成，那么明显的是：当入射光线同镜面和出射光线同镜面大致成同样大小的角度时，入射光线的偏转将最小，在图4b中，只要把透镜翻转过来，就使球差显著减小，当入射光是平行光时，对一
个简单的凸透镜来说，若其后表面几乎为平面但不完全是平面时，将会有最小的球差.由于光路是可逆的，用两个透镜进行扩束时，应使两个透镜较平的一面相
对，来减小相差.
图4 一个平凸透镜的球差。