用于光纤激光器的激光光斑匀化系统搭建方法及该系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于光纤激光器的激光光斑匀化系统搭建方法及该系统，解决现有光学透镜匀化对于宽谱段、高功率激光器而言，不利于激光光斑的匀化设计，而实现匀化导致结构复杂、稳定性差的问题。该方法包括步骤：1)根据所需模拟光斑大小设计准直物镜有效口径D1和焦距f1；2)将匀化光纤与光纤激光器相连，根据匀化光纤的光束发散角α及准直物镜有效口径D1，获得激光光斑能量分布；3)从激光光斑能量分布寻找满足均匀性要求的最大透过率的光斑中心区域；4)准直透镜、孔径光阑和聚焦透镜的设计；5)在匀化光纤输出端依次设置步骤4)设计的准直透镜、孔径光阑和聚焦透镜，即完成激光光斑匀化系统的搭建。匀化系统的搭建。匀化系统的搭建。

【技术实现步骤摘要】
用于光纤激光器的激光光斑匀化系统搭建方法及该系统


[0001]本专利技术属于空间光学目标模拟领域，具体涉及一种用于光纤激光器的激光光斑匀化系统设计方法及采用该方法搭建的激光光斑匀化系统。

技术介绍

[0002]为保证卫星在轨正常工作，需对卫星所处空间环境进行地面模拟。为避免由于光源照射至目标的光强分布不均，导致卫星对目标进行信息提取时出现误差，需保证模拟目标的光斑均匀性较高，即需要对激光光斑进行匀化处理。
[0003]现有激光光斑匀化方式主要包括光纤匀化、光学透镜匀化、菲涅耳透镜匀化、衍射光学元件匀化及微透镜阵列匀化等方式。目前，最稳定可靠且实用的匀化方式为光学透镜匀化。光学透镜匀化原理是通过在光学设计软件中输入激光高斯光束的光斑参数，然后通过评价函数(评价函数即为优化函数)中几何光线来优化透镜的矢高，将高斯光束整形为平顶光束，由于透镜优化是通过软件实现的，在设计时可采用自由曲面增加匀化系统的灵活性。
[0004]目前光学透镜匀化主要是针对单波长、低功率激光器，但在实际应用中，尤其是对于宽谱段、高功率激光器而言，其激光光斑参数在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于光纤激光器的激光光斑匀化系统搭建方法，其特征在于，包括以下步骤：1)准直物镜(4)参数设计根据所需模拟光斑大小设计准直物镜(4)的参数，所述参数包括有效口径D1、焦距f1和工作波长范围；2)获得激光光斑能量分布将匀化光纤(2)的输入端与光纤激光器(1)尾纤相连，根据匀化光纤(2)输出端的光束发散角α以及准直物镜(4)的有效口径D1，获得与匀化光纤(2)输出端相距H处的有效口径D1范围内的激光光斑能量分布；其中，3)计算光斑中心区域能量占比从步骤2)有效口径D1范围内激光光斑能量分布中寻找满足均匀性要求的最大透过率的光斑中心区域，计算该光斑中心区域能量与有效口径D1所对应区域能量的占比A；4)切趾器(3)参数设计4.1)准直透镜(31)设计根据匀化光纤(2)输出端的光束发散角α，确定准直透镜(31)的F数F1#，然后根据准直透镜(31)的F1#，设计准直透镜(31)的有效口径D2和焦距f2；4.2)孔径光阑(32)设计根据所述占比A和准直透镜(31)的有效口径D2，设计孔径光阑(32)的有效口径D3；4.3)聚焦透镜(33)设计将孔径光阑(32)的有效口径D3作为聚焦透镜(33)的有效口径D4，通过下式计算聚焦透镜(...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛振，李朝辉，刘佳妮，赵建科，高立民，陆琳，刘勇，魏紫薇，朱辉，
申请(专利权)人：中国科学院西安光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：