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空心激光束的控制实验研究

作　者: 于是
导　师: 张喜和
学　校: 长春理工大学
专　业: 光学
关键词: 空心激光束控制变焦系统
分类号: O436
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 45次
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内容摘要

激光技术,是对人类社会产生重大影响的发明之一。激光技术以其无与伦比的技术优势,推动人类科学技术进入一个新的发展阶段,近些年的发展呈现出固态化、市场化、多元化等特点。在这种时代背景下,空心激光技术的产生与应用受到了人们的高度关注。空心激光束以其独特的性质向人们展示出其在通讯、信息处理、激光加工、生物技术、医学、原子学、分子学等领域中所具备的巨大潜力,并且已经在生物学等相关领域得到了广泛应用。但是在扫描成像、遥感控制等领域至今还无人问津。本文在深入研究空心光束基本性质的基础上,深入研究空心光束的控制规律。由于空心激光束的特殊性,如空心锥面光束存在内锥角和外锥角,在通过透镜控制时,需要同时考虑到对内锥角和外锥角的控制,而空心光束在传播过程中,经过一段距离的传播后会向中间汇聚,在远端出现空心消失现象。这些问题都使其控制过程变得复杂并难以实现。本文通过对由正负轴棱锥组合式光学系统和望远变焦光学系统相结合而实现对空心激光束的锥角控制技术的研究。得到了实现空心光束锥角灵敏性控制的条件。给出了组元间隔的变化量与锥角的变化量之间的关系曲线,并且经实验测试得到的数据分布在理论曲线的附近,证明实际与理论吻合较好,在此基础之上,我们进一步设计了一套变焦光学系统对空心激光束进行远程控制研究并进行了相应室内外实验。通过对空心激光束的锥角灵敏性控制研究,为空心激光束在快速扫描成像、遥感控制等领域奠定了坚实的理论基础。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
第一章绪论  6-14
  1.1 引言  6
  1.2 空心激光束的基本概念  6-7
  1.3 空心光束的产生方法  7-10
  1.4 空心激光束相关研究的发展现状  10-12
  1.5 本论文的主要研究内容  12-14
第二章空心光束的控制技术研究  14-28
  2.1 激光传输的研究方法  14-15
  2.2 由轴棱锥产生环状光束的理论基础  15-21
    2.2.1 正轴棱锥  15-17
    2.2.2 负轴棱锥  17-19
    2.2.3 正负轴棱锥组合产生空心光束  19-21
  2.3 锥角灵敏性对空心激光束控制的影响  21-28
    2.3.1 灵敏性控制理论研究  21-24
    2.3.2 球差对空心光束的影响  24-28
第三章空心激光束的控制规律研究  28-41
  3.1 变焦系统的相关知识  28-30
  3.2 变焦过程  30-34
    3.2.1 变焦规律的总结  30-31
    3.2.2 变焦方程的讨论  31-34
  3.3 空心激光束的变焦距光学系统设计  34-39
    3.3.1 变倍与补偿关系的确定  34-37
    3.3.2 前固定组和后固定组的确定  37-39
  3.4 空心激光束控制理论  39-41
    3.4.1 空心光束控制理论的物理模型  39-40
    3.4.2 空心激光束的变焦光学系统  40-41
第四章空心光束的控制实验研究  41-49
  4.1 灵敏性控制实验  41-43
  4.2 空心激光束的控制规律实验  43-49
    4.2.1 室内实验  43-44
    4.2.2 外场传播实验  44-49
结论  49-50
致谢  50-51
参考文献  51-52

空心激光束的控制实验研究

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