论文部分内容阅读
激光器发出的光束光强呈现高斯分布,传播路径为双曲线,这些性质在很大程度上制约了激光技术的应用和发展。例如:在某些半导体的加工中,平顶光束能够改善激光能量加工窗从而提高效率;在激光投影印刷中需要均匀的光强;在激光雷达和相干成像中,远场光源需要均匀照明。因此需要对激光器发出的高斯光束进行空间整形,即将高斯光束整形为平顶光束。本文采用液晶空间光调制器进行光束整形,通过改变液晶空间光调制器的相位函数来实现高斯光束的实时整形,是一种可控、高效的光束整形方法。本文的内容可以分为以下几个方面:首先,分析了目前激光整形领域中典型的光束整形技术,并比较了它们的优缺点。介绍了液晶空间光调制器的发展现状及工作原理,总结了采用液晶空间光调制器进行光束整形的优势。其次,研究了液晶空间光调制器相位函数设计的原理及常用的优化迭代算法,在盖师贝格-撒克斯通算法的基础上,提出了PMA-平滑修正混合算法,降低了输出光束的顶部不均匀度和均方根误差,并利用该算法完成了液晶空间光调制器的相位函数设计。再次,设计并完成了基于液晶空间光调制器的光束整形实验。本文利用液晶空间光调制器的相位调制特性,结合PMA-平滑修正混合算法,设计了实验光路,进行了光学实验,实现了高斯光束的光强整形,获得了近“平顶”光束,从而证明本文采用液晶空间光调制器进行光束整形,是一种有效的光束整形方法。