红外与激光工程
2021, 50(3): 20200220
1 成都光明光电股份有限公司 测试技术研究所 成都 610000
2 中国科学院西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室 西安 710119
为了解决ZEMAX软件拟合计算折射率温度系数经验公式常量时，参量回归计算的折射率和折射率温度系数与实验值存在较大偏差的问题，用1stOpt差分进化法求解折射率温度系数经验公式常量.以氟冕D-FK61和特种火石H-TF3A光学玻璃为例，用该方法求解的λtk常量与其通用数值范围0.08～0.33相吻合，参量回归计算的折射率和折射率温度系数与实测值的偏差分别小于1×10－5、2×10－7/℃.该方法作为ZEMAX软件计算光学玻璃折射率温度系数的有效补充，计算的准确性高，可为热补偿光学系统设计提供准确的光学参量保障.
玻璃与非晶无机非金属材料 折射率温度系数 差分进化法 光学玻璃 回归计算 热补偿 Glass and non-crystalline inorganic materials Temperature coefficient of refractive index Differential evolution Optical glasses Regression calculation Thermal compensation
厦门大学物理与机电工程学院机电工程系，福建 厦门 361005
针对射频板条CO2激光器所采用的非稳-波导混合腔反射镜热变形问题。利用有限元分析法仿真得出了反射镜的热变形和温度分布，并提出了一种背面多热丝同步加热自适应补偿方法。结果表明，加热补偿方法可将反射镜的曲率变形从0.16%降低到0.02%以内，并获得了不同激光功率下的补偿曲线。
射频板条激光器 反射镜 有限元仿真 热补偿 laser reflecting mirror ANASYS ANASYS finite element simulation heating compensation
北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院， 北京 100191
针对磁光晶体在大功率光隔离器中的应用，结合实际光学元件参数，利用琼斯矩阵分析了隔离度与入射光功率间的关系。提出基于外置材料，对磁光晶体热致退偏效应的补偿方案: 针对两种不同的常见补偿材料，给出了它们的设计参数，并对两种材料的补偿效果进行对比。结果表明，在50 W的光功率下，利用CaF2晶体和SiO2，可分别提高隔离度约15 dB和4 dB。
法拉第效应 隔离器 高功率 热致退偏效应 热补偿 Faraday effect isolator high-power thermal depolarization thermal compensation 强激光与粒子束
2014, 26(1): 011018
1 大连海事大学 信息科学技术学院，大连 116026
2 中国科学院 大连化学物理研究所 化学激光重点实验室，大连 116023
为了解决高能激光器输出光束的光束质量随时间蜕变的问题，提出了一种主动光学元件的结构，只使用一个驱动器使反射镜的曲率产生可控制的改变，用以补偿高能激光器中增益介质或光学元件因热效应而产生的球差。通过理论模拟计算和实验研究对比验证，这种结构能够使单晶硅基底的反射镜产生微小变形，通过精确控制驱动器，可以使反射镜产生所需要的曲率变化。结果表明，这种主动光学元件可以用于谐振腔内补偿高能激光器中热效应产生的球差项的影响。
光学器件 变曲率 单驱动 热补偿 optical devices variable curvature single actuator thermal compensation
探讨了温度变化导致光学系统像面离焦的原理, 介绍了目前国内外典型的消热方法, 分析了光学系统被动式无热补偿的优势, 推导了实现热补偿需要满足的无热化方程组。提出一种光学和机械相结合的无热补偿方法, 采取该方案补偿后的光学镜头在环境温度发生变化时像面与传递函数保持相对稳定, 即光学系统基本实现无热化, 这对红外镜头的无热化设计具有重要意义。
热补偿 无热化设计 膨胀系数 thermal compensation athermal design expansion coefficient
1 大连理工大学 物理与光电工程学院,辽宁 大连 116024
2 大连民族学院 理学院,辽宁 大连 116600
3 大连民族学院 机电信息工程学院,辽宁 大连116600
4 中国科学院 大连化学与物理研究所 化学激光国家重点实验室,辽宁 大连 116023
5 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室,吉林 长春 130033
研制了一套由压电陶瓷驱动器、压力传感器、环状力施加机构和控制电路组成的反射镜动态热变形补偿系统用于补偿激光反射镜热变形球差。圆形反射镜在两个同轴不同半径的环形力作用下，其内环区域产生曲率可变的抛物面形变，由此补偿反射镜热变形带来的球差项。对镜体进行了有限元数值计算，建立了变形量与沉积热量与受力的关系。采用口径为100 mm，厚度为8 mm平面反射镜进行了受力-变形以及辐照-受力-变形实验，利用干涉仪对面型进行监测。研究表明，在不同推力作用下，有效区域内变形始终保持抛物面形。给出了推力-面型变化曲线，在225 N推力下，中心最大变形超过3 μm。在不同热沉积量下，镜体中心位移和受力保持线性关系，力-变形系数为0.013 μm/N。
高能量激光 反射镜 球差 热变形 热补偿 high energy laser mirror sphere error thermal deformation thermal compensation
Author Affiliations
Abstract
National Key Laboratory of Tunable Laser Technology, Harbin Institute of Technology, Harbin 150080, China
The thermal lens effects in Tm:YAP laser are analyzed by solving the Poisson equation with finite difference method. The thermal focal lengths measured are in the range of 40 ? 90 mm at the pump power of 16?34 W, consistent with the simulation results. The temperature contribution coefficient (the linear coefficient between the maximum temperature in the laser crystal and the pump power) of 1.19 K/W is also obtained. The convex lens and plano-concave mirror thermal lens compensation methods are proposed and applied to a high power pumped Tm:YAP laser.
热效应 固体激光器 热补偿 140.3410 Laser resonators 140.3580 Lasers, solid-state 140.6810 Thermal effects Chinese Optics Letters
2010, 8(10): 996
在电光调Q Nd:YAG激光抽运内腔KTP光参量振荡器中,由于在抽运光的谐振腔内插入了起偏器,当工作在高重复频率时,Nd:YAG棒热致双折射效应致使起偏器产生退偏损耗,导致抽运光能量下降和光束质量变差,最终光参量振荡器的激光输出能量也将下降.为了补偿热致双折射引起的起偏器退偏损耗,提出了基于λ/4波片的具有热补偿的内腔光参量振荡器结构,实验结果表明在高重复频率工作时,具有热补偿的内腔光参量振荡器较无补偿内腔光参量振荡器的激光输出能量提高了20%左右.
内腔光参量振荡器 热致双折射 λ/4波片 热补偿
华中科技大学光电子科学与工程学院,武汉,430074
采用ANSYS有限元软件,系统模拟了强激光作用下的热补偿全反射硅镜的温度场分布和热变形.详细地研究了不同区域的热补偿和不同的热补偿功率大小对镜面变形峰谷值的影响.结果表明有效的热补偿对镜面变形峰谷值有很大的影响,在非光照区进行热补偿可以大大降低镜体的温度梯度,从而明显减小镜面变形的峰谷值.热补偿腔镜特别适合于机载或车载军用强激光器.
强激光 热补偿 热变形 有限元分析
