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复合式无遮拦 扩束器的设计

卢政伟,邵帅,马亚坤

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卢政伟, 邵帅, 马亚坤. 复合式无遮拦 扩束器的设计[J]. , 2018, 11(4): 582-589. doi: 10.3788/CO.20181104.0582
引用本文: 卢政伟, 邵帅, 马亚坤. 复合式无遮拦 扩束器的设计[J]. , 2018, 11(4): 582-589.doi:10.3788/CO.20181104.0582
LU Zheng-wei, SHAO Shuai, MA Ya-kun. Design of a composite laser beam expander without obscuration[J]. Chinese Optics, 2018, 11(4): 582-589. doi: 10.3788/CO.20181104.0582
Citation: LU Zheng-wei, SHAO Shuai, MA Ya-kun. Design of a composite laser beam expander without obscuration[J].Chinese Optics, 2018, 11(4): 582-589.doi:10.3788/CO.20181104.0582

复合式无遮拦 扩束器的设计

doi:10.3788/CO.20181104.0582
基金项目:

中科院三期创新资助项目09J52SCN90

详细信息
    作者简介:

    卢政伟(1990-), 男, 内蒙古赤峰人, 硕士研究生, 主要从事光学精密机械方面的研究。E-mail:15948721102@163.com

    邵帅(1978—), 女, 吉林长春人, 博士, 研究员, 硕士生导师, 主要从事光学精密机械设计、光学仪器总体设计方面的研究。E-mail:shaoshuaiciomp@163.com

  • 中图分类号:TN243;TH703

Design of a composite laser beam expander without obscuration

Funds:

the 3rd Innovation Project of CAS09J52SCN90

More Information
  • 摘要:为满足大功率 发射的要求,提出研制一种基于卡塞格林系统的大口径 发射的复合式无遮拦 扩束器,消除卡塞格林系统中心遮拦,提高 发射效率。依据卡塞格林系统原理及其结构特征,结合伽利略折射式扩束器的特点,设计一种发射口径为550 mm的复合式无遮拦 扩束器,采用反射式扩束器和折射式扩束器结合的方式,在卡塞格林次镜中心开通孔,使中心被遮拦 透过。后接伽利略式折射扩束器,对中心透过光束进行扩束,两光束共轴发射。对设计的新型复合扩束器进行 透过率实验,实验结果表明,对于波长10.6 μm ,透过率大于95.21%,比传统卡塞格林扩束器提高22.12%。

  • 图 1系统光路示意图

    Figure 1.Layout of the system

    图 2尺寸示意图

    Figure 2.Schematic diagram of lens parameters

    图 3系统出射光斑图

    Figure 3.Optical spots of two systems

    图 4光学系统及其成像质量

    Figure 4.Refract light beam expanding system and image quality

    图 5能量透过率和遮拦比图

    Figure 5.Energy transmission ratio and masking modulus

    图 6小扩束结构图

    Figure 6.Structure of small beam expander

    图 7系统装配图

    Figure 7.System assemble diagram

    图 8实验原理图及现场图

    Figure 8.Test principle and scene photo

    表 1反射扩束镜片尺寸参数(单位:mm)

    Table 1.Lens parameters of reflective beam expander(Unit:mm)

    主镜 次镜
    直径 620 150
    通光口径 600 140
    中心孔径 140 37
    近轴曲率半径 1 500 300
    材料 Zerodur Si
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    表 2折射扩束镜片参数

    Table 2.Lens parameters of refractive beam expander

    序号 注释 曲面类型 半径/mm 厚度/mm 材料 模式 通光口径/mm
    1(STO) Sphere 223.8 12 ZNSE_SPECIAL Refract 140
    2 Sphere 500 200.65 Refract 140
    3 Sphere -118.3 10 ZNSE_SPECIAL Refract 36
    4 Sphere 627.5 50 Refract 36
    IMAGE Sphere INFINITY 0 9 756.037
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    表 3能量测量结果(单位:J)

    Table 3.Result of enegy measurement(Unit:J)

    测量次数 无遮拦W2 有遮拦W1 器出口能量W
    1 7.0 5.6 21.8
    2 7.1 5.2 20.9
    3 6.6 5.9 21.3
    4 6.9 5.0 21.5
    5 7.2 4.9 20.8
    6 7.0 5.5 21.7
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出版历程
  • 收稿日期:2017-12-01
  • 修回日期:2018-02-01
  • 刊出日期:2018-08-01

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