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无需额外成本即可增强激光光束整形质量
2019年04月29日    阅读量:123    新闻来源:中国化工网 okmart.com  |  投稿

大阪大学的研究人员已经开发出一种技术,通过优化虚拟相位光栅,通过传统方法获得激光束整形和波前的精度,而无需额外成本。他们的研究结果发表在  科学报告上。


高质量的方形平顶  光束  需要各种领域,例如均匀的激光加工和医学,以及用于加速器和核聚变的超高强度激光应用中国化工网okmart.com。光束  形状是实现激光潜在能力和效果的关键。然而,由于光束形状和波前因激光而变化,因此光束整形对于产生所需形状以满足各种需要是必不可少的。


已经为各种应用开发了静态和自适应波束成形方法。使用衍射光学元件(DOE)作为静态方法,边缘陡度和平坦度低并且波形在成形后变形。(图1(a))另外,计算机生成的全息图(CGH)作为典型的自适应方法具有相同的困难。


同时,开发了一种自适应波束整形技术,该技术使用   在空间光调制器  (SLM)上编码的相位光栅,  在4f系统的傅立叶平面中进行空间频率滤波。(图2(a))该传统方法通过在不使波前变形的情况下空间控制衍射效率来产生方形平顶光束。然而,由于所提取的和残留成分中的傅立叶平面重叠,有必要切断高空间频率(HSF)  成分  从提取的组分,限制了平坦度和所得到的光束形状的边缘陡度。


在这项研究中,该小组开发了一种高精度的通用光束整形技术  ,可用于从紫外到近红外区域的各种激光。


该方法通过使用虚拟对角相位光栅在空间上分离傅立叶平面中的残余和提取分量,并通过使光栅矢量kg与所需光束轮廓的法向矢量kx或ky不平行来清除重叠,在传统方案中,它们彼此平行。


通过有效地仅使用包含HSF组分的提取组分,实现了高分辨率的光束整形。这允许具有任何角形形状且没有波纹的高度均匀的平顶光束,将成形光束的边缘抑制到20μm的高度,其小于传统垂直相位光栅所获得的20%的高度。


通讯作者Yoshiki Nakata说:“我们的  方法允许通过提高分辨率和精度来优化光束整形,这将有助于广泛的领域,包括基础研究,制造和医学工程。在传统的光束整形系统中,光束整形精度可以是通过改变 SLM上编码的空间频率滤波器和相位光栅,无需额外成本即可显着增强  。“


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