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强激光光束质量评价和测量方法研究 被引量：57
1
作者 高卫 王云萍 李斌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期61-64,共4页
长期以来对于强激光光束质量一直没有统一的评价标准和规范的测量方法,这给强激光系统的试验鉴定带来很大困难,也给科学研究和工程应用带来诸多不便。针对系统性能测试评价的迫切需要,对此问题进行了分析和研究,提出了一种光束质量的评... 长期以来对于强激光光束质量一直没有统一的评价标准和规范的测量方法,这给强激光系统的试验鉴定带来很大困难,也给科学研究和工程应用带来诸多不便。针对系统性能测试评价的迫切需要,对此问题进行了分析和研究,提出了一种光束质量的评价方法和具体的测量方法及技术。 展开更多
关键词 测量方法 强激光 光束质量 评价方法 光斑
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激光光束质量综合评价的探讨 被引量：60
2
作者 冯国英 周寿桓 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期1643-1653,共11页
综述了现有的3类激光光束质量评价方法,即近场质量、远场质量和传输质量。主要的评价参数包括近场调制度和对比度、聚焦光斑尺寸、远场发散角、衍射极限倍数β因子、斯特列尔比、环围能量比以及M2因子等。讨论了它们各自的适用范围、优... 综述了现有的3类激光光束质量评价方法,即近场质量、远场质量和传输质量。主要的评价参数包括近场调制度和对比度、聚焦光斑尺寸、远场发散角、衍射极限倍数β因子、斯特列尔比、环围能量比以及M2因子等。讨论了它们各自的适用范围、优点和局限性。提出了采用M2因子矩阵以表述光束的像散特性,给出了M2因子的不变量。 展开更多
关键词 激光技术 光束质量 M^2因子 β因子
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大功率半导体激光合束进展 被引量：56
3
作者 王立军 彭航宇 张俊 《中国光学》 EI CAS CSCD 2015年第4期517-534,共18页
经过近30年的发展,半导体激光器已由信息器件逐步发展成为能量器件,特别是大功率高光束质量半导体激光器,已从泵浦光源过渡成为直接作用光源,并部分应用在加工及国防领域。本文介绍了大功率半导体激光单元发展现状,分析讨论了各种激光... 经过近30年的发展,半导体激光器已由信息器件逐步发展成为能量器件,特别是大功率高光束质量半导体激光器,已从泵浦光源过渡成为直接作用光源,并部分应用在加工及国防领域。本文介绍了大功率半导体激光单元发展现状,分析讨论了各种激光合束技术及相应的合束光源,介绍了长春光机所在激光合束方面所做的部分工作,提出了我国半导体激光产业建设及发展的几点建议,并对半导体激光技术的发展新动向进行了展望。随着单元亮度的提升和合束技术的成熟,大功率半导体激光源作为间接光源和直接作用光源将在国防和工业领域大放异彩。 展开更多
关键词 半导体激光 激光合束 大功率 高光束质量
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激光光束质量的评价与应用分析 被引量：31
4
作者 吴晗平 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2000年第2期128-132,共5页
从 M2 因子概念出发 ,分析了 M2 因子的概念与激光本质参数之间的关系 ,以及几种典型光束的M2 因子 ,研究了 M2 因子的局限性 ,比较了针对不同应用目的的常用激光束质量定义的适用范围 。
关键词 激光光束 光束质量 激光器 评价 高功率激光
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高能激光光束质量通用评价标准的探讨 被引量：40
5
作者 刘泽金 周朴 许晓军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期773-778,共6页
激光光束质量评价是激光光学中的一个经典问题。目前国内外研究人员已经提出多种光束质量评价因子并加以利用,但是对于激光光束质量一直没有统一的评价标准和规范的测量方法。特别是近年来激光相干合成技术得到了迅猛发展,合成后光束质... 激光光束质量评价是激光光学中的一个经典问题。目前国内外研究人员已经提出多种光束质量评价因子并加以利用,但是对于激光光束质量一直没有统一的评价标准和规范的测量方法。特别是近年来激光相干合成技术得到了迅猛发展,合成后光束质量的评价也缺乏统一的评价方案。本文对已有的各种光束质量因子进行简单评述,并引入光束传输因子(BPF)作为高能激光光束质量通用评价标准。详细介绍了BPF的物理本质与测量方法,并通过模拟计算对其用于评价单束激光和相干合成光束的普适性进行分析。结果表明,BPF具有物理概念明晰、测量方便、通用性强等优势,适合于评价高能激光光束质量。 展开更多
关键词 高能激光 光束质量 评价标准 相干合成
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激光束质量实时测量技术 被引量：32
6
作者 于永爱 张玲玲 +2 位作者 唐前进 付文强 胡企铨 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期255-258,共4页
提出一种新型光束质量实时测量技术,该技术主要基于由平板反射镜组成的多平面成像系统,一次性将激光束腰附近2倍瑞利距离内的多个光斑成像在同一个平面上,用CCD相机获取这些光斑的光强分布图样。通过图像处理获知接收到的光斑的光强分... 提出一种新型光束质量实时测量技术,该技术主要基于由平板反射镜组成的多平面成像系统,一次性将激光束腰附近2倍瑞利距离内的多个光斑成像在同一个平面上,用CCD相机获取这些光斑的光强分布图样。通过图像处理获知接收到的光斑的光强分布。采用远场发散角、焦点尺寸、桶中功率比和M2因子四种光束质量评价标准对激光光束质量进行评价。利用该方法实时测量了高能钕玻璃双板条激光器的输出光束。 展开更多
关键词 测量 激光物理 激光光束质量 多平面成像 束腰
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MATLAB用于激光光束质量分析 被引量：19
7
作者 李伦 巩马理 +2 位作者 刘兴占 李振宇 王宇兴 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2000年第6期405-408,共4页
介绍了利用CCD、计算机并基于MATLAB开发的激光光束质量分析的软件 ,详细地介绍了该软件的组成、实现的基本功能及其特点。
关键词 激光质量分析参数 MATLAB 图像处理 CCD
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高重复率电光调Q的高光束质量Nd∶YVO_4板条激光器 被引量：24
8
作者 石鹏 张恒利 +2 位作者 汪永东 Robert Diart 杜可明 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期641-644,共4页
部分端面抽运混合腔板条激光器可以在紧凑的空间内实现大功率高光束质量的激光输出。利用这一技术并结合具有增益高、荧光寿命短等特点的Nd∶YVO4晶体 ,配合新型高重复率的电光Q开关 ,易于实现高频窄脉冲高光束质量的激光输出。在德国Ed... 部分端面抽运混合腔板条激光器可以在紧凑的空间内实现大功率高光束质量的激光输出。利用这一技术并结合具有增益高、荧光寿命短等特点的Nd∶YVO4晶体 ,配合新型高重复率的电光Q开关 ,易于实现高频窄脉冲高光束质量的激光输出。在德国EdgeWaveGmbH进行了混合腔电光调Q激光器的合作研究中 ,实现了高重复率近衍射极限的输出 ;在以 5kHz的高重复率运转时 ,获得了单脉冲能量 7 2mJ ,脉宽 5 7ns,平均功率约 36W的脉冲 ;当重复率高达 5 0kHz时 ,输出的激光脉冲的参量是单脉冲能量 1.6mJ,脉宽 9 5ns,平均功率超过 80W。实验所测的光束质量因子M2 小于 2。 展开更多
关键词 应用光学 半导体抽运固体激光器 电比悯Q 扳条激光器 光束质量 钕掺杂 钒酸钇晶体
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激光焊接声信号与熔深的相关性 被引量：18
9
作者 刘京雷 陈彦宾 徐庆鸿 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期72-75,80,共5页
激光焊接过程伴随着强烈的声信号，这些声信号中包含焊接过程的重要信息，反映了焊缝质量。以平板激光堆焊为研究对象，详细地分析了焊接过程声信号的特征。研究发现，声信号的强度和功率频谱分布与焊缝熔深具有良好的对应关系。声信号... 激光焊接过程伴随着强烈的声信号，这些声信号中包含焊接过程的重要信息，反映了焊缝质量。以平板激光堆焊为研究对象，详细地分析了焊接过程声信号的特征。研究发现，声信号的强度和功率频谱分布与焊缝熔深具有良好的对应关系。声信号功率频谱主要集中在2～10kHz之间，并且具有明显的谱线族。随焊缝熔深的减小，声信号强度减弱，并且声信号频谱族由相对集中单一向分散多族化变化。以激光焊接过程产生的声信号特征作为传感信息，采用人工神经网络技术建立了声信号与焊缝熔深之间的关系模型。结果表明，该模型能够根据声信号特征定量地检测焊缝的熔深，为激光非熔透焊接熔深的实时检测提供一种有效的手段。 展开更多
关键词 激光焊接 质量检测 声信号 熔深
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半导体激光器光束质量改善新技术综述 被引量：8
10
作者 房启勇 施浣芳 高洪尧 《光学技术》 CAS CSCD 2003年第1期107-109,112,共4页
半导体激光器是一种重要的光电器件,其出射光束的质量改善在应用中具有十分重要的意义。介绍了采用折射原理的渐变折射率透镜光束改善系统,以反射原理为依据的高精度反射元件,以衍射理论为基础的二元系统和多原理结合的光束性能改善系... 半导体激光器是一种重要的光电器件,其出射光束的质量改善在应用中具有十分重要的意义。介绍了采用折射原理的渐变折射率透镜光束改善系统,以反射原理为依据的高精度反射元件,以衍射理论为基础的二元系统和多原理结合的光束性能改善系统。对近期国内外出现的像散梯度渐变折射率透镜、液胞器件、独立反射元件等新技术进行了阐述。 展开更多
关键词 光束质量 综述 半导体激光器 发散角
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高功率激光光束特性对激光加工的影响 被引量：15
11
作者 陈虹 吴世凯 +3 位作者 张正伟 陈铠 肖荣诗 左铁钏 《光学技术》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期834-837,841,共5页
决定光与物质相互作用的激光束的波长、入射角、偏振特性以及时间和空间特性是激光材料加工的主要光束特性。激光束的光束质量是其空间特性的量化反映。通过对两种不同激光加工系统输出激光光束质量进行测量和计算,根据多模激光束的聚... 决定光与物质相互作用的激光束的波长、入射角、偏振特性以及时间和空间特性是激光材料加工的主要光束特性。激光束的光束质量是其空间特性的量化反映。通过对两种不同激光加工系统输出激光光束质量进行测量和计算,根据多模激光束的聚焦理论,以及对激光深熔焊接实验结果的分析,研究了光束质量对深熔焊接焊缝成形的影响。结果表明,光束质量对聚焦光束的焦斑、聚焦角和焦深的影响不仅体现了激光源的可聚焦性,而且也标志了激光源的可加工能力,这是聚焦系统和焦点位置在选择过程中应该考虑的重要因素。 展开更多
关键词 激光加工 光束特性 光束质量 深熔焊接 聚焦系统 离焦量
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全光纤激光器光束质量的优化 被引量：21
12
作者 董繁龙 赵方舟 +1 位作者 葛廷武 王智勇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第4期844-849,共6页
基于激光器的结构,实验研究了影响光束质量的因素。搭建了百瓦级全光纤激光器,在最大泵浦功率为436W的条件下,在1 080nm处获得的激光输出为300W,光-光转换效率为69%,光束质量M2为1.13。实验研究了谐振腔出射的激光光束在传能光纤中传输... 基于激光器的结构,实验研究了影响光束质量的因素。搭建了百瓦级全光纤激光器,在最大泵浦功率为436W的条件下,在1 080nm处获得的激光输出为300W,光-光转换效率为69%,光束质量M2为1.13。实验研究了谐振腔出射的激光光束在传能光纤中传输时径向功率分布的变化,结果显示:随着光束在光纤中传输距离的增加,光纤中的包层光功率呈现出先增加后保持不变的趋势,因而在传输距离上选择不同的长度对包层光进行剥除,可以获得不同的光束质量。实验还显示,在相同的泵浦条件下,与包层光剥离器设置在腔外相比,其设置在谐振腔内可获得更高的激光输出功率,但是光束质量较差。最后,采用在腔内腔外各加一个包层光剥离器的方法获得了更好的光束质量,此时M2为1.07。 展开更多
关键词 光纤激光器 全光纤结构 光束质量 包层光剥离 加热扩芯光纤
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双包层光纤激光器及其在军事中的应用 被引量：15
13
作者 楼祺洪 朱健强 +2 位作者 周军 朱晓峥 王之江 《装备指挥技术学院学报》 2003年第5期28-32,共5页
高功率双包层光纤激光器是国际上新近发展的一种新型固体激光器件,它具有散热面积大、光束质量好、体积紧凑等优点.在简要介绍高功率双包层激光器的原理、特点以及发展现状的基础上,介绍了中科院上海光机所在半导体泵浦技术、光纤耦合... 高功率双包层光纤激光器是国际上新近发展的一种新型固体激光器件,它具有散热面积大、光束质量好、体积紧凑等优点.在简要介绍高功率双包层激光器的原理、特点以及发展现状的基础上,介绍了中科院上海光机所在半导体泵浦技术、光纤耦合技术及光纤激光器方面的主要研究成果;讨论了光纤激光器在军事上的应用,重点分析了光纤激光器作为空间激光武器的可能性;最后给出了实现高功率单模激光输出的技术方案. 展开更多
关键词 双包层光纤激光器 军事应用 半导体泵浦 光纤耦合 空间激光武器 光束质量
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轴棱锥非圆对称加工误差对贝塞耳光束质量的影响 被引量：17
14
作者 曾夏辉 吴逢铁 +1 位作者 邢笑雪 张建荣 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期809-813,共5页
在惠更斯-菲涅耳衍射积分理论和稳相法的基础上,分析了轴棱锥非圆对称加工误差对其所产生的零阶贝塞耳光束(J0光束)质量的影响,对CCD拍摄的贝塞耳光斑图样进行了数值模拟。计算结果指出,当轴棱锥的截面为圆对称的理想加工时,轴棱锥产生... 在惠更斯-菲涅耳衍射积分理论和稳相法的基础上,分析了轴棱锥非圆对称加工误差对其所产生的零阶贝塞耳光束(J0光束)质量的影响,对CCD拍摄的贝塞耳光斑图样进行了数值模拟。计算结果指出,当轴棱锥的截面为圆对称的理想加工时,轴棱锥产生的光场分布为近似理想的零阶贝塞耳光。当存在非圆对称加工误差,且截面为椭圆形时,衍射光斑将偏离J0光.随着椭圆半长短轴之差的增大,偏离程度增大。实验结果和理论模拟吻合得很好。 展开更多
关键词 激光光学 轴棱锥 贝塞耳光束 非圆对称加工误差 光束质量
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激光束衍射极限倍数β的确定方法 被引量：11
15
作者 高卫 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第9期1038-1040,共3页
针对实用中由于参考光束选择标准不统一导致同一激光束的光束质量衍射极限倍数 β因子值不确定的问题 ,利用衍射理论对各种参考光束的远场衍射特性进行了计算和分析 根据研究结果建议 ,在测定激光束衍射极限倍数 β时 。
关键词 激光束 衍射极限倍数 确定方法 光束质量 远场衍射特性 激光传输 计算 分析
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基于808nm半导体激光器单管合束技术的光纤耦合模块 被引量：15
16
作者 朱洪波 郝明明 +5 位作者 彭航宇 张志军 刘云 秦莉 宁永强 王立军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期1-5,共5页
由于单管半导体激光器比半导体激光线阵、叠阵具有更好的光束质量及散热特性,因此更适用于光电干扰光源。针对于电荷耦合器件(CCD)光谱响应曲线特征,采用808nm单管半导体激光器为光源,将24只单管半导体激光器分组集成,通过空间合束和偏... 由于单管半导体激光器比半导体激光线阵、叠阵具有更好的光束质量及散热特性,因此更适用于光电干扰光源。针对于电荷耦合器件(CCD)光谱响应曲线特征,采用808nm单管半导体激光器为光源,将24只单管半导体激光器分组集成,通过空间合束和偏振合束以提高其输出功率密度,采用自行设计的光学系统对光束进行扩束聚焦,耦合进芯径为300μm,数值孔径0.22的光纤中,所有激光器都采用串联方式,在8.5A电流下通过光纤输出功率为162W,耦合效率达到84%。 展开更多
关键词 激光器 半导体激光器 光纤耦合 光束质量 偏振合束
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一种基于衍射光栅光束质量M^2因子的实时检测技术 被引量：11
17
作者 房滔 叶訢 +1 位作者 王志敏 徐剑秋 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期650-654,共5页
提出了一种新的光束质量M2因子实时检测技术,利用一个普通正交衍射光栅组将一束待测激光束分成3×3共9路光,并利用光路调整器使9路光束通过不同的光程后有序地排列在CCD相机的探测面上,并使得各路光的光程差分布在束腰附近两倍瑞利... 提出了一种新的光束质量M2因子实时检测技术,利用一个普通正交衍射光栅组将一束待测激光束分成3×3共9路光,并利用光路调整器使9路光束通过不同的光程后有序地排列在CCD相机的探测面上,并使得各路光的光程差分布在束腰附近两倍瑞利距离内,从而可利用单一CCD探测面来同时获取待测光束多个位置上的光斑图样,再利用二阶矩理论求出各个位置上的光束束宽,通过曲线拟合进而实现光束质量的实时检测。结果表明,对于连续He-Ne激光器的输出光束,采用实时检测技术得到的测量结果与用传统方法得到的结果基本一致。 展开更多
关键词 激光技术 激光光束质量 实时测量 衍射光栅
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千瓦级高光束质量半导体激光线阵合束光源 被引量：14
18
作者 张俊 单肖楠 +3 位作者 刘云 张金龙 彭航宇 王立军 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第2期45-49,共5页
低光束质量严重限制了大功率半导体激光器的应用,为了满足日益增长的工业和国防领域应用需求,发展兼具高功率和高光束质量激光输出的半导体激光光源具有重要意义。采用线阵合束方式集成20个传导热沉封装半导体激光单元,结合斜45°... 低光束质量严重限制了大功率半导体激光器的应用,为了满足日益增长的工业和国防领域应用需求,发展兼具高功率和高光束质量激光输出的半导体激光光源具有重要意义。采用线阵合束方式集成20个传导热沉封装半导体激光单元,结合斜45°柱透镜阵列整形方法和准直技术,直接均衡激光束快慢轴方向的光斑和发散角,通过波长合束和偏振合束,研制出一种可实用化、连续输出功率1030W、快慢轴方向光参量积分别为18.3mm.mrad和17.7mm.mrad、最大电-光转换效率44%的808nm和870nm双波长半导体激光合束光源,实现了高效率、高功率和高光束质量激光输出,可作为直接光源应用于工业和国防领域。 展开更多
关键词 激光光学 半导体激光 高光束质量 线阵合束 斜45°柱镜阵列
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非均匀激光辐照下硅镜热变形对光束传输特性的影响 被引量：13
19
作者 刘文广 饶鹏 华卫红 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第10期1615-1619,共5页
使用有限元法计算了硅镜在DF化学激光器非稳腔输出的中空非均匀激光辐照下镜面温升和反射面面形随时间变化的特性,使用65阶Zernike多项式对镜面面形进行了曲面拟合,使用光线追迹的方法计算了平行光束经不同数量硅镜反射后的光束波前分... 使用有限元法计算了硅镜在DF化学激光器非稳腔输出的中空非均匀激光辐照下镜面温升和反射面面形随时间变化的特性,使用65阶Zernike多项式对镜面面形进行了曲面拟合,使用光线追迹的方法计算了平行光束经不同数量硅镜反射后的光束波前分布PV值、Strehl比和Zernike像差系数随时间变化的特性。计算结果表明:在典型的DF激光器输出的中空方形光束辐照下,硅反射镜的热变形将使反射光束产生波前畸变,波前畸变中,y方向像散项占据主要地位,其次是离焦项;随着激光系统中反射镜面数量的增加,高阶像差系数将逐渐增大,且波前PV值与反射次数成线性关系。 展开更多
关键词 激光辐照 高能激光 硅镜 热变形 光束质量
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激光窗口热透镜效应对光束质量的影响 被引量：12
20
作者 安建祝 李有宽 杜祥琬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期429-433,共5页
　分析了高功率激光通过窗口时,引起的窗口热透镜效应及其对激光光束质量的影响。用冲量定理方法,推导了二维热传导方程的广义傅里叶级数解,然后按照平面热应力问题,运用有限元方法数值计算热变形。考虑热变形、折射率随温度变化,忽略... 　分析了高功率激光通过窗口时,引起的窗口热透镜效应及其对激光光束质量的影响。用冲量定理方法,推导了二维热传导方程的广义傅里叶级数解,然后按照平面热应力问题,运用有限元方法数值计算热变形。考虑热变形、折射率随温度变化,忽略光弹性效应,解出出光面的波前相差分布,讨论了远场光束质量。以空心环形光束为例,计算了熔融石英(SiO2)和白宝石(Al2O3)两种常用窗口的温升分布、热变形、波前相差和光束质量,分析了冷却、辐照时间、光强分布的空间梯度和各种材料参数对光束质量的影响。 展开更多
关键词 激光 窗口 热透镜效应 光束质量
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