一种透射式高功率激光发射系统的设计与分析

• 作者: 潘德彬 郭劼 姚远
• 来源期刊: 光学与光电技术
• 关键词: 光学设计 高斯光束 高功率激光 变焦系统 发射系统 功率密度
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 所属期刊栏目: 光学设计|Optical Design
• 页码范围: 7-15
• 页数: 9页
• 分类号: O435.1
• 语种: 中文

摘要

针对当前高能激光系统的工程应用需求,设计了 一种在一定目标距离范围内连续调焦聚焦的透射式高功率激光发射系统.首先通过理论分析高斯光束的远场聚焦特性,计算得到光学系统的放大倍率、光束角和发散角等参数;其次分别选取三片式、四片式和五片式作为设计模型,采用光学设计软件序列模式进行仿真分析,分析对比了三种结构形式的设计结果.为了提高系统的稳定性及透过率,且兼顾像差校正和镜头轴向距离等因素,最后选择五片透射式作为结构形式.该结构形式调焦方式简单,调焦曲线平滑易加工实现,由3片固定透镜和2片调焦透镜组成,使用全球面设计,实现了 目标距离0.3～2 km范围内连续调焦聚焦.结果表明,该系统扩束比为6.5,发散角约为63 μrad,公差分配后,波前在整个调焦行程中优于0.42λ,波前优于0.3λ的概率为90％,公差分配设计合理,且结构稳定可靠,光学性能优良,在高能激光领域有较好的应用前景.