复合式无遮拦激光扩束器的设计
2018-09-03卢政伟马亚坤
中国光学 2018年4期
卢政伟,邵 帅,马亚坤
(1.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130033;2.中国科学院大学,北京 100049)
1 引 言
在激光通讯,激光制导及激光武器等研究领域里,对发射激光功率要求越来越高。在大功率激光发射系统中,考虑到口径较大和能量吸收较少的特点,通常采用两片共轴使用的抛物面反射镜(即卡塞格林系统),对激光进行准直,保证系统的入射光和出射光都是平行光并压缩激光的空间发散角[1-5]。双镜卡塞格林系统中,由于次镜的遮拦导致光束中心部分无法输出,光能传输效率降低的现象被称为中心遮拦问题。传统的双镜卡塞格林系统由于中心遮拦的存在,会导致20%~40%左右的光能得不到利用。目前解决这一问题常采用离轴光路设计或将入射光束通过多组镜片反射变成环形光束后入射到次镜上,避开中间遮拦区域[6],以消除中心遮拦。
常用的离轴光路设计方法,使入射光束避开次镜中间的盲区,全部处在次镜通光口径内[7]。这种方法受到激光发射系统主发射口径大小的限制,尤其在实际工程应用中存在以下应用问题:(1)发射系统机械结构体积庞大;(2)受次镜口径限制扩束倍率不能达到预期要求;(3)过大的镜面使成本呈指数增加。国内其他学者也做过这方面的努力并提出了很多种消除手段,比如将入射光束通过多组特殊形状的镜片反射变成环形光束,然后入射到次镜上避开中间遮拦区域[6],其弊端是镜组复杂,安装定位困难。……
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