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透镜自重变形引起波像差的有限元分析

Finite Element Analysis for Wavefront Error of Lenses Induced by Gravity

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摘要

在用大口径、长焦距平行光管模拟激光远场特性时,其光组透镜在重力作用下的变形不能忽略,为了分析对出射光束质量的影响,采用有限元分析软件“ANSYS”建立了平行光管光组中??400 mm平凸透镜的有限元模型,给出一种分析透镜轴向变形引起的波像差的方法,在不同工况下,计算了平凸透镜在重力作用下轴向变形的峰谷值和均方根值,对轴向变形量均方根值最小工况画出了透镜表面变形的等值线图,计算了??350 mm通光口径内的波像差峰谷值和均方根值,对平行光管光组的波像差做出估计,验证了设计的合理性。

Abstract

When collimator with big diameter and long focal length is used to simulate laser far-field character, the deformation of its lens under gravity cannot be ignored. To analyze the effect, finite element analysis software ANSYS is adopted to simulate a ??400 mm plano-convex lens from a collimator, and a method is presented to analyse wavefront error caused by axial deformation of lens, P-V and RMS values of axial deformations under gravity are computed in different cases, the contours of lens surface are plotted when RMS values of axial deformations is the smallest, the P-V and RMS wavefront error in ??350 mm are also calculated, finally the wavefront error of lenses is estimated in optimal case, and the rationality of collimator design is validated.

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补充资料

中图分类号:TH74

所属栏目:光学器件

基金项目:上海市科学技术发展基金(046105004)和中国科学院创新计划资助课题。

收稿日期:2004-05-28

修改稿日期:2004-05-28

网络出版日期:--

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张德江:中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
刘立人张德江:中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
徐荣伟张德江:中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
李大汕张德江:中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800

联系人作者:张德江(master_2002@163.com)

备注:张德江(1978~),男,辽宁朝阳人,主要从事大型光学仪器主镜的有限元分析、验证工作。

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引用该论文

张德江,刘立人张德江,徐荣伟张德江,李大汕张德江. Finite Element Analysis for Wavefront Error of Lenses Induced by Gravity[J]. Acta Optica Sinica, 2005, 25(4): 538-541

张德江,刘立人张德江,徐荣伟张德江,李大汕张德江. 透镜自重变形引起波像差的有限元分析[J]. 光学学报, 2005, 25(4): 538-541

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