隨著我國氧碘化學激光器輸出能量不斷提高,因此改善光束質量成為迫切需要。目前限制光束質量的主要因素之一是出光過程中的光腔失調,因此針對該問題提出了氧碘化學激光光學諧振腔自準直研究方法。在針對空腔的實驗過程中,需要外部穿腔光作為光源,實驗過程中要使得穿腔光通過凹腔鏡中心并在光學諧振腔中進行反射和干涉,最后于凸腔鏡后方成同心圓環(huán)像。因此實驗首先要保證引導光可以準直進入凹腔鏡中心,其次要使得光學諧振腔凹凸腔鏡互相平行。首先,通過氦氖穿腔光射入到諧振腔里時,會在凹腔鏡后方成像為一激光光斑,通過調整裝置使得氦氖穿腔光準直射入到諧振腔里,采用最小二乘法圓擬合等圖像處理方法獲取激光光斑在計算機圖像上的中心坐標,通過調整氦氖穿腔光的入射角度發(fā)現(xiàn)激光光斑的中心坐標會發(fā)生相應變化,因此可以將坐標變化量作為氦氖激光器與諧振腔自準直的失調判據(jù),所以獲得準確的激光光斑中心坐標可以作為后續(xù)的自準直實驗的理論依據(jù)。其次是利用氦氖穿腔光通過凹腔鏡中心小孔,并在凸腔鏡后方放置工業(yè)相機,在屏幕上形成一個干涉同心圓環(huán)。通過借助計算機視覺庫中二值化,霍夫圓檢測等圖像處理的方法,獲得干涉同心圓環(huán)的圓心坐標,再通過以圓心為中心將圖... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２．１光學諧振腔原理圖??Ｉ??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｒｅｓｏｎａｔｏｒ??

由于腔內電磁場的本征態(tài)由Ｍａｘｗｅｌｌ方程組和腔的邊界條件決定，因此不同類型和??結構的諧振腔的模式也將各不相同。一旦給定了腔的具體結構，其中振蕩模的特征也就??隨之確定下來。光學諧振腔理論就是研究腔模式的基本特征，以及模與腔結構之間的具??體依賴關系。因此原則上說，只要知道了腔的參數(shù)，就可以唯一地確定模的上述特??征。?：??２．?３氧碘化學激光器光腔系統(tǒng)構建??２．３．１氧碘化學激光器光腔系統(tǒng)??高功率氧碘化學激光器一般采用的是折疊式正支虛焦共焦非穩(wěn)腔，其結構原理圖??如圖２．２所示：??ｉＫｘｍ?｜?？ｉ．ｎｘ＜？ｔｌｉｎｗ１ｕｒ?｜??（〇）?＼?■■?＇■???????ｃｏｎｃａｖｅ?ｌ——Ｉ?＇、??Ａ??圖２．２氧碘化學激光器光學腔系統(tǒng)圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ｏｘｙｇｅｎ－ｉｏｄｉｎｅ?ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｌａｓｅｒ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｃａｖｉｔｙ?ｓｙｓｔｅｍ?ｄｉａｇｒａｍ??從圖２．２中可以看出，該系統(tǒng)是由凹凸腔鏡，反射鏡和分光鏡組成，當調整好該系??統(tǒng)時，光學諧振腔中的所有組件都將被固定在一個牢固的光學平臺之上。但是由于包??括外界溫度，空氣擾動，反射鏡機械結構蠕動，支撐鏡架發(fā)生微振動等干擾的存在，??經(jīng)常會引起系統(tǒng)突變，導致光束發(fā)生偏移，導致輸出光束的質量降低，并且光學器件??的增多會大大降低抵抗外界干擾的能力。??２．?３．?２改進氧碘化學激光器光腔系統(tǒng)結構??由于氧碘化學激光器光學諧振腔抗干擾能力較低，因此在原有系統(tǒng)的結構上進行??進一步的設計，以增強系統(tǒng)的抗干擾能力。其結果如圖２．３所示：??－８?－??

?大連海事大學專業(yè)學位碩士學位論文???凹腔讜??光學ｍ架?／?平面支往ｍ?光字潰架??Ｎｒ？?Ｖ??（??Ｕ?／?ｉ??凸腔漬??圖２．３氧碘化學激光器光學諧振腔系統(tǒng)??Ｆｉｇ．?２．３?Ｏｘｙｇｅｎ－ｉｏｄｉｎｅ?ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｌａｓｅｒ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｒｅｓｏｎａｎｔ?ｃａｖｉｔｙ?ｓｙｓｔｅｍ??從圖２．３上可以知道改進的光腔系統(tǒng)結構主要是將平面反射鏡和分光鏡去掉，將凹??凸腔鏡放在同一水平線上，這樣可以減少氧碘化學激光器光腔系統(tǒng)組件的數(shù)量，在一??定程度上消除反射鏡和分光鏡帶來多重干擾等影響，為后續(xù)自準直腔鏡的實驗盡可能??降低實驗的難度。??Ｉ??２．?４氧碘化學激光器傳統(tǒng)光腔自準直技術??２．４．１激光準直技術概述??激光準直技術主要應用于激光測量，激光加工等專業(yè)的高精密技術鄰域。主要是??因為激光本身的高密度能量特點，單一性方向特點，穩(wěn)定性特點和易操作特點等，使??得在該相關領域具有絕對的優(yōu)勢。??目前，激光測量技術是應用最為廣泛的激光準直技術，而激光測量技術主要針對??的是測距的方法，包括儀器位移等方面。下面以激光測量為例介紹一下激光準直技術??的三大類型。??１．振幅型（光強型）測量??振幅型測量方法主要是利用激光的強方向性特點，以激光光強分布中心作為準直??基線，這是最初實現(xiàn)的基本原理。振幅型測量激光準直儀則是通過ＣＣＤ或者位敏光電??器件，例如雙向可檢測光電位移變化的傳感器ＰＳＤ?（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ?Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ?Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ）等，??實現(xiàn)二維測量方式。但是由于實際的激光器本身的原因，會導致激光漂移，光線彎??曲，大氣擾動和光束橫截面內光強分布不均勻

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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[5]基于SPGD優(yōu)化算法的正支共焦非穩(wěn)腔自動準直調整技術研究[D]. 尹新華.國防科學技術大學 2008
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本文編號：2989957