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非球面液滴透镜的制作及其在半导体激光器准直中的应用

作　者: 丁志中
导　师: 王克逸
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 非球面液滴透镜电场作用半导体激光器准直
分类号: TH74
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

非球面光学元件,是指面形由多项高次方程决定、面形上各点的半径均不相同的光学元件。采用非球面技术设计的光学系统,可消除球差、慧差、像散、场曲,减少光能损失,从而获得高质量的图像效果和高品质的光学特性。由于非球面光学自身的优点,在半导体激光器的准直中非球面透镜是比较理想的选择,因为非球面透镜在消除单色像差的同时还能提高聚焦、准直的精度。本课题主要研究了以下两方面内容:1、非球面液滴透镜的制作,利用电场作用操控液滴面形获得非球面液滴透镜,并实时检测其光学性能,在检测到较好的聚焦性能的时候,利用紫外光固化技术使液滴透镜固化得到固体非球面透镜。实验制作出了成像性能良好的非球面透镜。2、在非球面液滴透镜制作的基础上,提出将非球面液滴透镜直接制作在半导体激光器封装端面上,并通过限制液滴底面形状的方法制作出在相互垂直方向具有不同焦距的非球面透镜对半导体激光器相互垂直两个方向的发散角分别进行准直,取得较好的准直效果。与传统方法相比,该方法可以为半导体激光器量身定做准直系统,且结构简单,免装调,光能利用率高。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
第一章绪论  8-18
  1.1 引言  8
  1.2 半导体激光器准直  8-13
  1.3 非球面透镜  13-16
  1.4 本文主要研究内容及论文结构  16-18
    1.4.1 主要研究内容  16-17
    1.4.2 论文结构  17-18
第二章高斯光束与半导体激光器光束特性  18-28
  2.1 高斯光束  18-25
    2.1.1 高斯光束的特性  18-19
    2.1.2 高斯光束传播  19-21
    2.1.3 高斯光束的透镜变换  21-24
    2.1.4 高斯光束的准直  24-25
    2.1.5 象散高斯光束  25
  2.2 半导体激光器的光束特性  25-27
    2.2.1 半导体激光器的空间模式  25
    2.2.2 半导体激光器的光束发散角  25-27
  2.3 本章小结  27-28
第三章非球面液滴透镜的制作  28-47
  3.1 非球面基础知识  28-31
    3.1.1 非球面的分类  28-29
    3.1.2 非球面的定义  29
    3.1.3 非球面的光学性质  29-31
    3.1.4 非球面透镜成像特性  31
  3.2 电场对液滴的影响  31-35
    3.2.1 横向电场对液滴的影响  31-33
    3.2.2 电场中液滴的数学模型  33-35
  3.3 非球面透镜制作  35-42
    3.3.1 非球面透镜制作实验方案  35-36
    3.3.2 实验结果及讨论  36-42
  3.4 可控面形非球面液滴微透镜阵列制作平台搭建  42-46
    3.4.1 系统结构  42-44
    3.4.2 系统控制结构  44-46
    3.4.3 透镜阵列制作  46
  3.5 本章小结  46-47
第四章半导体激光器准直  47-56
  4.1 准直系统设计  47-52
    4.1.1 非球面透镜准直原理  47-48
    4.1.2 准直试验系统介绍  48-52
  4.2 准直实验及结果讨论  52-55
  4.3 本章小结  55-56
第五章总结与讨论  56-58
  5.1 本文主要工作  56
  5.2 本文中不足之处与工作展望  56-58
参考文献  58-62
致谢  62-63
在读期间发表的学术论文与取得的研究成果  63

非球面液滴透镜的制作及其在半导体激光器准直中的应用

内容摘要

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