微透鏡陣列系統(tǒng)勻化特性的分析和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、具有光強(qiáng)空間均勻分布特性的平頂激光光束，已成為在激光熔覆、太陽能電池劃片、半導(dǎo)體基片退火、激光照明等領(lǐng)域必備的光源。因此將高斯光束整形為平頂激光光束具有重要的應(yīng)用價(jià)值。常見的光束整形技術(shù)有非球面透鏡組、多邊形勻化棒、衍射光學(xué)元件、微透鏡陣列等方法。微透鏡陣列整形技術(shù)因具有光束適應(yīng)性強(qiáng)、光強(qiáng)透過率高等優(yōu)點(diǎn)，使其被廣泛應(yīng)用。
　　本論文主要從光線追跡理論和傅里葉光學(xué)理論兩個(gè)方面對(duì)微透鏡陣列系統(tǒng)勻化特性進(jìn)行分析，建立了光線追跡分析模型和

2、光場(chǎng)追跡分析模型，并開展相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)研究。主要研究工作有：
　　(1)基于光線追跡理論，建立微透鏡陣列系統(tǒng)勻化特性的光線追跡模型，將光束的光強(qiáng)分布與光線的位置分布之間的關(guān)系聯(lián)系起來。該分析模型彌補(bǔ)了原有幾何模型不能分析光強(qiáng)均勻性的不足。同時(shí)討論了入射光的光強(qiáng)分布、入射光斜入射角度、觀測(cè)距離、微透鏡個(gè)數(shù)和聚焦透鏡像差對(duì)勻化效果的影響。
　　(2)基于傅里葉光學(xué)理論，建立微透鏡陣列系統(tǒng)勻化特性的光場(chǎng)追跡模型，推導(dǎo)出出射光場(chǎng)的光強(qiáng)分

3、布解析式，指出微透鏡陣列能夠?qū)崿F(xiàn)光束勻化的原因，即由單透鏡的衍射效應(yīng)和多光束的干涉效應(yīng)二者共同決定。同時(shí)通過傅里葉變換的理論，討論了入射光強(qiáng)的振幅和相位分布對(duì)勻化特性的影響，揭示微透鏡陣列系統(tǒng)對(duì)任意光強(qiáng)分布的勻化本質(zhì)。
　　(3)基于傅里葉光學(xué)分析模型的理論基礎(chǔ)，給出任意光強(qiáng)空間分布的衍射型微透鏡陣列的設(shè)計(jì)方法，即利用 G-S迭代算法算出衍射微透鏡單元的相位分布函數(shù)，再將其進(jìn)行陣列化，最終給出該類器件的設(shè)計(jì)方案。
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