中国科学院自适应光学重点实验室基金(LAOF201303)
- 作品数：7 被引量：45H指数：5
- 相关作者：张彬胡小川陈丽霞韩开贺也洹更多>>
- 相关机构：四川大学更多>>
- 发文基金：中国科学院自适应光学重点实验室基金更多>>
- 相关领域：理学机械工程电子电信自动化与计算机技术更多>>
- 变形镜结构参数对高功率激光相位特性的影响被引量：11
- 2015年
- 在高功率连续激光辐照下,变形镜(DM)表面产生的热形变会对入射激光引入附加相位畸变,进而降低光束质量。利用有限元分析软件ANSYS建立了变形镜模型,分析比较了变形镜与高反镜热形变的特点,并讨论了变形镜结构参数对入射激光相位特性的影响。研究结果表明:与高反镜相比,变形镜的热形变更为明显;变形镜极头间距越小,热形变带来的高频相位畸变越多;极头长度对高频成分的影响较大,极头长度越短,热形变带来的高频成分越多,因而适当增加极头长度能够降低热形变带来的高频相位畸变;增大极头直径能使高频畸变所占比例有所降低,但会减弱变形镜的校正能力,因而在实际设计时应综合考虑。计算结果可为变形镜的参数优化设计提供一定参考价值。
- 彭家琪胡小川陈丽霞张彬
- 关键词：激光光学变形镜热形变结构参数
- 内传输通道中激光束的相位特性分析
- 针对内通道传输过程中激光束相位特性的变化,建立了内通道中光场-流场的耦合仿真模型。在对内通道气体介质热效应进行分析时,通过引入湍流相位屏模拟了内通道中湍流扰动对传输光束波前相位的影响。从波前功率谱密度的角度出发,分析了不...
- 胡小川贺也洹吴双张彬
- 关键词：传输通道湍流相位特性
- 文献传递
- 内通道轴向风速对强激光相位特性的影响被引量：4
- 2016年
- 针对内通道传输过程中激光束相位特性的变化,建立了内通道中光场-流场的耦合仿真模型,通过引入湍流相位屏模拟了内通道中湍流扰动对传输光束波前相位的影响。在此基础上,定量计算了不同轴向风速条件下内通道传输光束的波前相位特性,并结合自适应波前校正模型,分析了激光束经内通道传输后的波前校正效果。研究结果表明,随着轴向风速的增大,激光束波前相位中的高频成分呈现出先增大后减小的趋势,经自适应波前校正后的光束质量也呈现出类似趋势,且当轴向风速约为0.65 m/s时畸变波前中的高频成分最多,经波前校正后的光束质量最差。该模型能够为激光控制系统的设计和性能评估提供一定参考。
- 胡小川贺也洹吴双张彬
- 关键词：传输通道湍流相位特性
- 大气风速对大气传输光束相位特性的影响
- 2014年
- 采用功率谱反演法构建湍流相位屏,通过横向平移相位屏的方法模拟大气风速引起的湍流时间变化,进而模拟分析了包括时间进程的激光大气传输特性,从波前相位功率谱密度的角度,定量分析了大气风速引起的激光束在大气湍流中传输时的相位特性变化。在此基础上,采用影响函数模拟变形镜对畸变波前的校正作用,对激光束经大气湍流传输后的自适应校正效果进行了预估,分析了大气风速对校正效果的影响。结果表明,大气风速对边界层湍流中光束相位特性的影响很小,然而,对于自由大气湍流中的传输光束,大气风速越大,波前相位畸变程度越大,畸变波前中高频相位比例也越大;环状光束的校正效果受大气风速的影响比平顶光束更小,并且,随着环状光束阶数的增大,校正效果所受影响逐渐减小;在一定相位畸变范围内,畸变程度越大的环状光束的相位校正效果受大气风速的影响越小。
- 贺也洹张彬
- 波前校正变形镜的疲劳损伤特性被引量：9
- 2016年
- 以随机相位屏作为待校正畸变波前,采用有限元分析方法,利用应力分析模型得到变形镜(DM)校正过程中的应力载荷谱,并基于应力-寿命(S-N)曲线和Miner累积损伤理论建立了变形镜的疲劳寿命预估模型,分析了波前校正过程中变形镜的疲劳损伤特性,并详细讨论了不同驱动方式及不同结构参数对变形镜使用寿命的影响。研究结果表明:在波前校正过程中,变形镜基底后表面损伤的程度大于前表面,基底与极头连接部位最易损坏。当待校正畸变波前形态一定时,波前峰谷(PV)值越大,变形镜的疲劳寿命越短;而当波前PV值一定时,畸变波前中的高频成分越多,变形镜产生的应力集中现象越明显,其疲劳寿命也随之缩短。此外,结构参数也会对变形镜的疲劳寿命造成影响,随着基底厚度的增加、极头长度的缩短,以及极头直径的增加,变形镜的疲劳寿命逐渐缩短。其中,极头直径变化所带来的影响最为明显。
- 陈丽霞胡小川张彬孙年春
- 关键词：几何光学自适应光学变形镜
- Zernike多项式对空间高频相位拟合的改进方法被引量：12
- 2016年
- 以随机相位屏构造光束波前畸变模型,运用不同阶数的Zernike多项式对其进行拟合。通过对比分析原始波前及拟合波前的功率谱密度,明确了波面拟合过程中Zernike多项式对波前中高频成分拟合存在的不足,进而提出了基于Zernike多项式的分块拟合方式加以改进。研究结果表明:在常规的拟合方式下,随着拟合阶数的增加,能准确反映的波前相位空间频率逐渐向高频范围扩展,但其扩展幅度并不大;此外,即使采用较高的拟合阶数,Zernike多项式也难以准确反映波前空间频率中的高频成分;而采用分块拟合方式后,Zernike多项式的拟合效果明显提升,并能有效反映畸变波前空间频率中的高频成分;在提高波面拟合精度上,增加分块数的效果明显优于增加Zernike多项式拟合阶数;对于分块拟合方式,当分块数一定时,增大子区域拟合所使用的Zernike阶数的拟合效果明显优于增大整体拟合所使用的Zernike阶数。
- 陈丽霞胡小川韩开张彬
- 关键词：激光光学ZERNIKE多项式波面拟合空间频率
- 变形镜热形变及其对光束质量的影响分析被引量：15
- 2015年
- 在考虑中红外高反膜系的非均匀吸收情况下,利用ANSYS有限元分析软件,建立了带高反膜系的变形镜模型。定量分析了连续激光辐照下,变形镜的温升、热形变及其对光束质量的影响。研究结果表明,在使用有限元软件进行分析时,高反膜系的非均匀吸收不可忽略;变形镜极头间距越窄,热形变带来的波前畸变空间频率越高;当入射波前峰谷(PV)值与变形镜热形变面形PV值相差不大时,热形变带来的影响最明显;在总吸收能量一定的情况下,入射激光功率越大,热形变对光束质量的影响越明显。此外,针对不同的换热条件,讨论了变形镜热形变对光束质量的影响,进而针对热形变的产生机理,提出采用局部换热方式降低变形镜的热形变。
- 胡小川彭家琪张彬
- 关键词：激光器有限元法变形镜热形变
- 基于滤波函数的分立变形镜波前校正效果预估被引量：7
- 2014年
- 采用变形镜影响函数对畸变波前的校正过程进行模拟,并利用超高斯滤波函数对模拟的校正效果进行拟合和统计,确定出变形镜交连值与滤波函数平滑因子的定量关系,进而建立和完善了基于滤波函数的分立变形镜波前校正预估模型。在此基础上,针对具有随机畸变波前的环状光束,对波前校正预估模型的有效性和适应性进行了验证和分析。在实际工作中,只要给定分立变形镜的驱动器间距和变形镜交连值,即可利用给出的超高斯滤波函数波前校正预估模型,从而简便而准确地预估变形镜对不同畸变波前的校正效果。
- 马雪梅韩开张彬
- 关键词：大气光学
