熔石英修復(fù)形貌對(duì)三倍頻激光傳輸過(guò)程相位調(diào)制的影響.pdf

1、熔石英光學(xué)元件廣泛應(yīng)用于各類光學(xué)系統(tǒng)，在高功率固體激光裝置中其表面損傷問(wèn)題尤為突出，熔石英元件一旦損傷將導(dǎo)致?lián)p傷閾值降低并導(dǎo)致下游元件損傷，因此工程上采用CO2激光對(duì)表面損傷進(jìn)行修復(fù)，但修復(fù)形貌將對(duì)激光傳輸和調(diào)制帶來(lái)影響，如何優(yōu)化修復(fù)形貌和下游元件擺放位置至關(guān)重要。本論文針對(duì)兩種常用的CO2激光修復(fù)技術(shù)產(chǎn)生的大尺寸修復(fù)形貌，即非蒸發(fā)式修復(fù)產(chǎn)生的高斯型修復(fù)坑和蒸發(fā)式修復(fù)產(chǎn)生的圓錐型修復(fù)坑，通過(guò)數(shù)值模擬研究修復(fù)形貌對(duì)激光調(diào)制的影響規(guī)律，為修

2、復(fù)工藝提供參考。具體內(nèi)容如下：
　　1.基于標(biāo)量衍射理論，結(jié)合MATLAB數(shù)學(xué)計(jì)算軟件，將高斯型和圓錐型修復(fù)形貌抽象為相應(yīng)數(shù)學(xué)模型，利用菲涅爾衍射積分公式，將數(shù)學(xué)模型與衍射物理過(guò)程整合，從而實(shí)現(xiàn)MATLAB仿真計(jì)算程序化，開(kāi)展不同修復(fù)形貌對(duì)三倍頻激光傳輸相位調(diào)制過(guò)程的模擬研究。
　　2.針對(duì)高斯型修復(fù)形貌，分別計(jì)算了修復(fù)坑縱向深度、橫向半徑以及下游元件擺放位置與調(diào)制度（畸變衍射光強(qiáng)）之間的關(guān)系，結(jié)果表明，隨修復(fù)坑深度增加，調(diào)

3、制度分布呈“鋸齒狀”波動(dòng)，分別在不同位置出現(xiàn)極大值；當(dāng)修復(fù)坑半徑小于300μm時(shí)對(duì)調(diào)制度影響不大，半徑大于300μm之后調(diào)制度快速增加；對(duì)于不同尺寸修復(fù)坑和深寬比固定的修復(fù)坑，衍射光強(qiáng)最大值均出現(xiàn)在修復(fù)元件下游2cm處，當(dāng)修復(fù)坑半徑為450μm時(shí)，調(diào)制度可達(dá)4.7。計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。因此，工程上可通過(guò)實(shí)際修復(fù)形貌和尺寸預(yù)測(cè)激光調(diào)制度隨距離的變化關(guān)系，選擇合適的位置擺放下游元件。
　　3.針對(duì)圓錐型修復(fù)形貌，研究方法與高斯型類

4、似。分別計(jì)算了修復(fù)坑縱向深度、橫向半徑以及下游元件擺放位置與調(diào)制度之間的關(guān)系。結(jié)果表明，修復(fù)坑深度和寬度對(duì)調(diào)制度峰值均有影響，窄而深的修復(fù)坑強(qiáng)制度較大，寬而淺的修復(fù)坑調(diào)制度較小；半徑為450-650μm的修復(fù)坑調(diào)制度較強(qiáng)；與高斯型修復(fù)形貌相比，圓錐形修復(fù)形貌產(chǎn)生的調(diào)制度峰值更靠近修復(fù)元件，并且隨距離增大，調(diào)制度較小、波動(dòng)不大。計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。
　　本論文利用MATLAB仿真模擬熔石英修復(fù)形貌對(duì)入射光場(chǎng)調(diào)制過(guò)程，研究結(jié)果表明