四柱透鏡狹縫型空間濾波器光束傳輸特性研究.pdf

1、空間濾波器是大型激光裝置中的重要器件之一，其功能之一是用于濾除光束中有害的中高空間頻率成分。傳統(tǒng)的針孔型空間濾波器將光束聚焦成超高強(qiáng)度的點(diǎn)狀光斑，將會(huì)引發(fā)等離子體堵孔以及激光裝置冗長等一系列問題，并對器件所需的真空環(huán)境提出了更高要求。美國勞倫斯?利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的A. C. Erlandson于2012年提出一種四柱透鏡狹縫型空間濾波器，這種狹縫型空間濾波器可以將光束聚焦為線狀，從而大大增加光束的焦斑面積，降低濾波器的焦面強(qiáng)度，緩解等

2、離子體堵孔并降低激光系統(tǒng)的規(guī)模。但是，A. C. Erlandson并沒有對狹縫型空間濾波器的主要功能進(jìn)行詳細(xì)的理論分析或?qū)嶒?yàn)論證。
　　本論文利用瑞利-索末菲衍射積分以及Matlab軟件，對光束在四柱透鏡狹縫型空間濾波器中的傳輸過程進(jìn)行了理論分析和模擬研究，并得到了四柱透鏡狹縫型空間濾波器的像傳遞模式。與傳統(tǒng)的針孔型空間濾波器不同，四柱透鏡狹縫型空間濾波器的系統(tǒng)前后焦面并不只與透鏡焦距有關(guān)，還與柱面鏡在x和y方向錯(cuò)開的距離相關(guān)。

3、同時(shí)，以針孔型空間濾波器作為參考，本論文也對四柱透鏡狹縫型空間濾波器的空間濾波功能進(jìn)行了對比研究。狹縫型空間濾波器的空間濾波功能與針孔型空間濾波器的空間濾波功能一致。另外，相比傳統(tǒng)的針孔型空間濾波器，使用四柱透鏡狹縫型空間濾波器可以將大型激光裝置中濾波器的焦面強(qiáng)度降低約3個(gè)數(shù)量級，從而大大降低濾波器規(guī)模。
　　在350mm×350mm光束口徑和高功率激光條件下，運(yùn)用B-T理論以及瑞利-索末菲衍射積分，分別研究了B積分為1.8rad