Hvordan evaluere laserstrålekvaliteten? (Del 2)

Strålekvaliteter en av kjerneparametrene for laserstrålekarakteristikk. Folk bruker vanligvis ordene "høy direktivitet, høy lysstyrke, høy koherens" for å oppsummere egenskapene til laserstrålen, og laserens linjebredde bestemmer den tidsmessige sammenhengen til laseren til en viss grad, laserkraften er positivt korrelert med laserlysstyrken , og laserstrålekvaliteten er nært knyttet til laserdirektiviteten.

Derfor har laserstrålekvalitet en viktig innvirkning på bruken av laserkommunikasjon, fjernenergioverføring, laserproduksjon og andre felt.

3. StrehlRate

Streller-forhold er definert som forholdet mellom fjernfelts topplysintensitet på den faktiske stråleaksen og topplysintensiteten på den ideelle stråleaksen med samme kraft og jevn fase. Dens uttrykk er:

SR≈exp (-(2πδΥ λ)2) (5)

Hvor, Δ- bølgeaberrasjon av laserstrålen, λ- laserbølgelengde. Strellers forholdsfaktor reflekterer topplysintensiteten på fjernfeltaksen, som avhenger av bølgefrontfeilen og kan reflektere påvirkningen av bølgefrontforvrengning på strålekvaliteten.

Ofte brukt i atmosfærisk optikk, brukes den hovedsakelig til å evaluere ytelsen til adaptive optikksystemer for å forbedre strålekvaliteten.

Streelby SR spiller en viktig rolle i å evaluere den adaptive optiske korreksjonseffekten til høyenergilaservåpensystemer. Høyenergilaservåpensystemet består hovedsakelig av to undersystemer: høyenergilaser og stråleretningsanordning.

Når høyenergilaservåpensystemet har en adaptiv optisk korreksjon, vil bare strålekvaliteten til den utgående strålen fra laseren, strålekvaliteten til den utgående strålen til strålelederen og strålekvaliteten til høyenergilaseren til Måloverflaten er ikke nok til å reflektere forbedringen av strålekvaliteten til det adaptive systemet i energiromtransporten til høyenergilaseren, og strålekvaliteten til strålen før og etter den adaptive korreksjonen bør evalueres.

SR brukes til å reflektere strålekvaliteten fra fasevinkelen, som bedre kan reflektere ytelsen til det adaptive systemet for å korrigere bølgefrontforvrengningen. Gjennom måling og sammenligning av SR under åpne og lukkede sløyfeforhold til det adaptive optiske systemet, kan arbeidsytelsen til det adaptive optiske systemet analyseres og defineres:

n=SRS 'n (6)

Formelen ovenfor kan gjenspeile korrigeringseffekten av bølgefrontforvrengningen av det adaptive optiske systemet. I driftstilstanden med lukket sløyfe har det adaptive optiske systemet også problemet med jitter, som vil alvorlig påvirke kvaliteten på strålen.

Basert på analysen av hovedfaktorene som påvirker strålekvaliteten, er metoden med null tilbakemeldingskompensasjon og bølgefrontforvrengningskompensasjon av stor praktisk betydning for strålekvalitetskontroll. Strehl-forholdet reflekterer imidlertid bare topplysintensiteten på fjernfeltets optiske akse, og kan ikke gi lysintensitetsfordelingen det gjelder energipåføring.

I tillegg kan den bare i grove trekk reflektere strålekvaliteten og kan ikke gi en veldig nyttig veiledning i optisk systemdesign.

4. M-faktor

M2-faktoren for laserstrålekvalitet er anerkjent av det internasjonale optiske fellesskapet og anbefalt av International Organization for Standardization (ISO). M2-faktoren overvinner begrensningen til vanlige strålekvalitetsevalueringsmetoder, og det er av stor betydning å bruke M2-faktoren som en evalueringsstandard for kvalitetskontroll og hjelpedesign av lasersystemer.

M2 faktor evalueringsmetoden brukes ofte for laserstrålen med kontinuerlig intensitetsfordeling i stråleseksjonen generert av laveffektlasere. Fordi strålens andre moment brukes til å definere strålebredden, kreves det at måleinstrumentet er høyt.

I lysstyrkeformelen brukes laserstrålemidjediameteren til å representere luminansområdet til lyskilden ΔS{{0}}λd2o, laserstrålens fjernfeltsdivergensvinkel brukes til å representere lysets solide vinkel kilde ΔΨ=14πθ2f, og d0θf-produktet uttrykkes med M2-faktoren, så kan laserstrålens lysstyrkeformel uttrykkes: B= pδs ·ΔΨ=P(M2)2· λ2(21) Egenskapene til laserstrålen kan uttrykkes med flere parametere, som effekt, bølgelengde og strålekvalitet. Strålekvaliteten M2 faktor er en essensiell parameter for å karakterisere den høye lysstyrken og den gode romlige koherensen til laserstrålen.

Fordelingen av lysfeltet i rom- og frekvensdomenene brukes til å representere strålekvaliteten M2-faktor, det vil si M2= 4πσs-σSv, det kan være kjent at M2-faktoren kan reflektere egenskapene til intensiteten fordeling og fasefordeling av lysfeltet]. Sammenlignet med andre evalueringsmetoder kan M2-faktoren bedre reflektere essensen av strålekvalitet, har sterk universalitet og integrert reflektere den romlige fordelingen av lysintensiteten.

M2-faktoren er ikke egnet for å evaluere strålekvaliteten til en høyenergilaser. Resonanshulrommet til høyenergilaser er generelt ustabilt, og utgangslaserstrålen er uregelmessig, så det vil ikke være noen "optisk midje". Dessuten, for en høyenergilaserstråle med diskret energifordeling, er punktradiusen beregnet ved definisjonen av det andre øyeblikket langt fra den faktiske. Den resulterende M2-faktorfeilen er stor.

M2-faktoren krever at intensitetsfordelingen til stråletverrsnittet ikke kan ha en bratt kant, for eksempel for en "super-gaussisk stråle" er ikke M2-faktoren anvendelig.

Definisjonen og målingen av laserstrålekvaliteten er utviklet med generering og utvikling av lasere. Foreløpig har ikke definisjonen og målingen av laserstrålekvaliteten nådd helt konsensus, og de er i en tilstand av "forskning og bruk". Imidlertid, med laservitenskapens gjennombrudd og teknologiens fremgang, står definisjonen og målingen av strålekvalitet fortsatt overfor mange nye problemer og utfordringer.

Kontaktinformasjon:

Hvis du har noen ideer, snakk gjerne med oss. Uansett hvor kundene våre er og hvilke krav vi har, vil vi følge vårt mål om å gi våre kunder høy kvalitet, lave priser og den beste servicen.