1 华中科技大学光学与电子信息学院激光加工国家工程研究中心,湖北 武汉 430074
2 武汉武钢华工激光大型装备有限公司, 湖北 武汉 430223
提出一种通用的抛物带式矩形光斑积分镜,建立了分段抛物线匀化模型,推导了满足超精密车削加工的分段抛物线方程。该积分镜解决了传统直线带式积分镜在积分方向上匀化宽度太小的问题,可获得远大于输入光斑直径的匀化宽度,同时分析了该积分镜分割段数对输出光斑均匀性的影响。利用高斯光束行波传输方程,计算回转方向上的离焦光斑尺寸,解决了采用几何光学方法获得离焦光斑尺寸误差大的问题。设计了输出光斑尺寸分别为100 mm×3.2 mm和14 mm×3.3 mm的积分镜,采用Zemax和SolidWorks软件进行仿真,仿真得到的光斑尺寸分别为100.2 mm×3.2 mm和14.2 mm×3.3 mm。加工了14 mm×3.3 mm的积分镜,在3 kW光纤激光器上进行实验,测得的光斑尺寸为14.3 mm×3.3 mm,匀化方向均匀性为90%,满足激光加工应用要求。
激光光学 激光光束整形 积分镜 分段抛物线 矩形光斑 匀化光斑 激光与光电子学进展
2019, 56(19): 191403
1 军械工程学院 电子与光学工程系， 河北 石家庄 050003
2 装备学院 航天指挥系， 北京 101416
3 中国科学院 重庆绿色智能技术研究院 集成光电技术研究中心， 重庆 400714
为了减小微透镜阵列误差对匀化光斑的影响，深入研究微透镜阵列光束匀化系统中微透镜阵列相对位置误差对光束匀化性能的影响，设计了一种微透镜阵列光束匀化系统。依据相对位置误差类型的不同，将双列微透镜阵列间六个自由度变化导致的误差分为距离误差、偏移误差以及转动误差进行分析，并对每种误差对光束匀化性能的影响进行了研究。采用6板条半导体激光器堆栈对上述匀化系统进行实验验证，实现了均匀性为90.75%的光斑，并对系统影响光斑性能的原因进行了分析。beam homogenization
激光技术 微透镜阵列 位置误差 半导体激光 均匀光斑 Laser technique microlens array position error laser diode homogenized spot 强激光与粒子束
2015, 27(9): 091002
