1 东南大学机械工程学院, 江苏 南京 211189
2 广东工业大学机电工程学院, 广东 广州 510006
采用有限元方法对三维平顶光束激光冲击2024铝合金进行数值模拟, 模拟结果与文献中的实验结果吻合。研究了不同工艺参数对材料残余应力场分布的影响。结果表明, 随着光斑尺寸的增大, 材料的残余应力增大, 而表面残余应力的变化梯度减小; 随着冲击次数的增加, 残余应力增大并趋于饱和; 当搭接率为10%时, 表面残余应力的变化梯度较小; 随着搭接率的增加, 深度方向残余应力增加但增幅较小。
激光技术 激光冲击强化 有限元模拟 三维平顶光束 残余应力
长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
研究了高阶模高斯光束的整形方法。在高阶模高斯光束和平顶光束理论模型的基础上，分别选择了平顶洛仑兹函数和费米狄拉克函数作为平顶光分布函数，利用能量守恒定律，分别推导针对拉盖尔-高斯光束和厄米特-高斯光束整形系统中入射光与出射光的映射函数。最后利用ZEMAX软件设计了针对TEM01模高斯光束进行整形的非球面透镜元件。结果表明，可进行任意阶数的高斯模高斯光束整形。
文字间用 号隔开空半格光束整形 高阶模高斯光束 平顶光束 beam shaping high-order Gaussian beam flattened beam
1 长春理工大学 光电工程学院, 吉林 长春 130022
2 中国科学院 光电研究院 北京 100080
3 南京光科信息技术有限公司, 江苏 南京 210001
研究了真实光线追迹优化光学系统的方法以简化高斯光束整形系统的光学设计。理论分析了高斯光束整形原理, 并选择超洛伦兹函数作为平顶光分布函数; 根据能量守恒原理, 推导了高斯光束整形系统中任意光线在入射面与出射面的坐标变换关系。针对该系统的特点, 使用Zemax编程语言(ZPL)编写计算坐标变换的ZPL宏指令, 并优化设计了高斯光束整形系统。最后, 利用金刚石单点车削法加工该非球面光学系统, 并利用光束分析软件对系统的整形效果进行了测试。测试结果表明, 利用该方法设计的非球面透镜实现了高斯光束的整形变换, 平顶光的均匀度为87.1%。该方法简单实用, 计算量小, 可应用于实际工程设计。
光学设计 非球面透镜 光束整形 高斯光束 平顶光束 超洛伦兹函数 optical design aspheric lens beam shaping Gaussian beam flattened beam flattened Lorentzian function
国防科学技术大学 光电科学与工程学院,长沙 410073
运用高斯光束展开的方法,分析圆对称平顶光束在大气传输中的热晕及其非等晕效应。通过对热晕及非等晕效应引起的波前畸变作泽尼克多项式展开,得到了各阶泽尼克系数,进而求得热晕校正残差,数值计算得到的热晕拟合校正残差与现有理论公式得到的结果基本一致。对非等晕效应的数值模拟结果表明:在热畸变参数较小,且给定口径尺寸的情况下,热晕角度非等晕校正残差与非等晕角θ的平方成正比,热晕聚焦非等晕校正残差与信标高度的1.71次幂成反比。
热晕 非等晕性 泽尼克多项式 平顶光束 thermal blooming anisoplanatic effect Zernike polynomial flattened beam
1 nstitute for Applied Atomic and Molecular Physics, Sichuan University, Chengdu 610065, China
2 Department of Applied Physics and Heat Engineering, Central South University, Changsha 410083, China
3 Computer Science and Technology Department, Zhuzhou Institute of Technology, Zhuzhou 412008, China
4 Department of Physics, Xiangtan Normal University, Xiangtan 411201, China
5 Institute for Applied Atomic and Molecular Physics, Sichuan University, Chengdu 610065, China
Chinese Journal of Lasers B
2001, 10(6): 446
