一种可用于激光周视探测的发射光学系统设计

谢洪波; 祝晓晨; 吕二阳; 李勇

doi:10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.02.013

高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

一种可用于激光周视探测的发射光学系统设计

谢洪波 , 祝晓晨 , 吕二阳 , 李勇

文章导航 > 激光技术 > 2013 > 37(2): 191-194

引用本文:

Citation:

一种可用于激光周视探测的发射光学系统设计

1.
天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息工程系, 天津 300072

作者简介: 谢洪波(1969- ),男,博士,副教授,主要从事光学成像与显示技术方面的研究。E-mail:hbxie@tju.edu.cn.

中图分类号: TN248.4

An emitting optical system design for laser panorama detection

1.
Opto-electronics Information Engineering Department, College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China
CLC number: TN248.4

摘要: 为了改善大功率半导体激光器快轴和慢轴两个方向光束质量极不均衡这一光束特性,基于几何光学的折射原理,经过理论分析和软件模拟实验设计了一套发射光学系统,采用柱面镜改变快轴和慢轴的发散度,使输出光束在子午方向上以窄视场发射,在弧矢方向上覆盖±30°的视场,并加入特殊结构的棱镜混光,得到目标区域内能量分布均匀性大于75%的窄带状光束,能量利用率达80%以上。结果表明,单套发射系统可以完成工作距离15m以内的±30°视场探测,6套发射系统构成360°视场完成周视探测。这一结果对于提高激光主动探测的精度和增大其使用范围是有帮助的。
- 激光器 /
- 几何光学 /
- 窄带状光束 /
- 柱面镜 /
- 棱镜
Abstract: In order to improve the beam characteristics of high-power laser diode, whose beam quality is quite different in fast axis and slow axis, a set of emitting shaping system was designed through theoretical analysis and software simulation based on geometrical optics of refraction. As beam divergence of fast axis and slow axis is changed by cylindrical lens separately, the beams radiate in the meridional direction to the narrow field of view, and cover the field of view of ±30° in the sagittal direction. Meanwhile, a prism of special structure was added in the shaping system to mix light. Consequently, the uniformity of energy distribution of the output beam became greater than 75% within the target area, and the energy utilization rate reached to 80% or more. The results show that a single emitting system can complete the detection of ±30° field of view within the work distance of 15m, and six emission systems constitute a 360° field of view to complete panorama detection. This result is helpful for improving the accuracy of the laser active detection and increasing its scope.
- lasers /
- geometrical optics /
- narrow-band shaped beam /
- cylindrical lens /
- prism

[1]	PENG H Y, GU Y Y, SHAN X N, et al. Study on beam shaping of high power laser diode[J]. Chinese Journal of Lasers, 2011,38(2):1-6(in Chinese).
[2]	ZHOU B K, GAO Y Zh, CHEN Y R, et al. Laser principles[M]. Beijing: National Defense Industry Press,2009:70-74,305-332(in Chinese).
[3]	SMITH W J. Modern optical engineering[M]. Beijing: Chemical Industry Press, 2011:260-264(in Chinese).
[4]	LI B Zh, ZENG L Z, XUE J H. Study on beam quality and astigmatic characteristics of laser diode[J]. Journal of Guizhou University, 2004,21(3):268-270(in Chinese).
[5]	COLUCELLI N. Nonsequential modeling of laser diode stacks using Zemax: simulation, optimization, and experimental validation[J]. Applied Optics,2010,49(22):4237-4245.
[6]	LAVELLE J, O'SULLIVAN C. Beam shaping using Gaussian beam modes[J]. Journal of the Optical Society of America,2010,27(2):350-357.
[7]	XIAO Z X. Engineering optical design[M]. Beijing: Electronics Industry Press, 2008:168-180(in Chinese).
[8]	ZHENG P, YANG Y P, TAO Y, et al. Design of two-level laser beam expander based on Galilean structure[J]. Journal of Applied Optics, 2008,29(3):347-350(in Chinese).
[9]	DU G Sh, BU Y H, XUE Ch J, et al. High power semiconductor laser combined source with good spot uniformity[J]. Journal of Applied Optics, 2011,32(3):574-578(in Chinese).

[1]	王芳荣 , 王鼎 , 杨晓萍 . 激光束偏转方向定位方法研究及应用. 激光技术, 1997, 21(5): 316-317.
[2]	李殿军 , 梁思远 , 曹建建 . 非球面伽利略扩束系统实现激光束空间整形. 激光技术, 2008, 32(4): 427-429.
[3]	买买提艾力 , 巴克 , 艾尔肯 , 扎克尔 , 沙依甫加马力 , 达吾来提 . 激光-等离子体相互作用过程中光子加速的研究. 激光技术, 2011, 35(2): 282-284. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.038
[4]	潘圆圆 , 崔瑞祯 , 陈刚 , 巩马理 , 黄磊 . 用于半导体激光器的棱镜组光束整形方法. 激光技术, 2006, 30(4): 370-372,376.
[5]	高宏刚 , 裴庆魁 . Glan－Taylor偏光棱镜的设计. 激光技术, 1994, 18(3): 186-189.
[6]	李建民 , 王蕴芬 , 田野 , 牛振凤 , 刘伟东 , 韩冰 , 刘钰 , 马艳丽 . 基于远场干涉测量棱镜内气泡直径. 激光技术, 2010, 34(1): 67-70. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2010.01.019
[7]	沈自才 , 孔伟金 , 宋永香 , 汤兆胜 , 范正修 . ZrO2/SiO2棱镜偏振膜的膜系优化设计与制备. 激光技术, 2005, 29(1): 101-103.
[8]	王智用 , 胡友友 , 李波 , 岳建堡 , 李杰雄 . 用于高功率径向偏振光的组合轴锥镜设计. 激光技术, 2017, 41(6): 846-851. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.06.016
[9]	黄永超 , 张廷蓉 . 梯度折射率介质对复变量sinh-Gaussian光束传输的影响. 激光技术, 2015, 39(5): 731-734. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.05.031
[10]	陈国 , 赵长明 , 纪荣祎 , 李鲲 , 罗雄 , 白羽 . 基于ZEMAX的半导体激光准直仿真设计. 激光技术, 2012, 36(3): 318-321,325.
[11]	张新陆 , 程元丽 , 王骐 . X射线激光在柱状等离子体中的传播与放大. 激光技术, 2002, 26(3): 221-222.
[12]	张新陆 , 王骐 , 程元丽 . 毛细管放电软X射线激光传播的解析研究. 激光技术, 2002, 26(5): 392-393,397.
[13]	潘吉兴 , 唐霞辉 , 盛利民 , 钟理京 , 许成文 . 大功率半导体激光加工光致等离子体折射效应. 激光技术, 2015, 39(4): 557-561. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.04.029
[14]	陈琳 , 何衡湘 , 万勇 , 邓洪峰 . “猫眼”效应在激光干扰效果实时评估中的应用. 激光技术, 2020, 44(5): 633-638. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.05.018
[15]	葛卫龙 , 张晓晖 , 徐翔 . 反射式LED二次光学系统研究. 激光技术, 2011, 35(6): 857-860,864. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.06.03
[16]	万玮华 , 郝培育 , 滕云鹏 , 李金全 , 李毅 , 郝海洋 . 端面抽运的正交直角棱镜腔激光器研究. 激光技术, 2023, 47(5): 600-605. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.05.004
[17]	钟国舜 , 毛小洁 , 秘国江 , 邹跃 , 庞庆生 . 高光束质量窄脉宽激光器. 激光技术, 2013, 37(6): 766-768. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.06.013
[18]	李宏棋 , 程祖海 . 直角内圆锥面全反镜折叠腔激光器的输出特性. 激光技术, 2006, 30(4): 409-411.
[19]	杨孝敬 , 焦清局 , 王乙婷 . 光束参量积对半导体激光器光束质量的评估. 激光技术, 2018, 42(6): 859-861. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2018.06.025
[20]	薛海中 , 陆富源 , 薛梅 , 柳强 , 过振 , 张海涛 , 巩马理 . Yb：YAG板条激光器谐振腔设计与光束质量测量. 激光技术, 2006, 30(6): 585-588.

点击查看大图

计量

文章访问数: 3453
HTML全文浏览量: 572
PDF下载量: 589
被引次数: 0

一种可用于激光周视探测的发射光学系统设计

作者简介: 谢洪波(1969- ),男,博士,副教授,主要从事光学成像与显示技术方面的研究。E-mail:hbxie@tju.edu.cn

1. 天津大学精密仪器与光电子工程学院光电信息工程系, 天津 300072

收稿日期: 2012-07-06
录用日期: 2012-07-24
网络出版日期: 2013-03-25

关键词:

摘要: 为了改善大功率半导体激光器快轴和慢轴两个方向光束质量极不均衡这一光束特性,基于几何光学的折射原理,经过理论分析和软件模拟实验设计了一套发射光学系统,采用柱面镜改变快轴和慢轴的发散度,使输出光束在子午方向上以窄视场发射,在弧矢方向上覆盖±30°的视场,并加入特殊结构的棱镜混光,得到目标区域内能量分布均匀性大于75%的窄带状光束,能量利用率达80%以上。结果表明,单套发射系统可以完成工作距离15m以内的±30°视场探测,6套发射系统构成360°视场完成周视探测。这一结果对于提高激光主动探测的精度和增大其使用范围是有帮助的。