导读:本文包含了光束耦合论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:光束,激光器,阵列,质子,半导体,覆层,凹透镜。
光束耦合论文文献综述
伍佳,程举[1]（2019）在《医疗系统中插入式光纤光束耦合器故障点自动定位方法》一文中研究指出为了保证医疗系统的正常运行,提高医疗系统中插入式光纤光束耦合器的运维效率,需要及时对耦合器故障点进行定位,针对当前耦合器故障点定位方法中存在的定位误差较大,定位过程耗时较长等问题,提出基于小波变换与集合论的医疗系统中插入式光纤光束耦合器故障点自动定位方法。采集医疗系统中插入式光纤光束耦合器光信号后,利用小波变换结合阈值去噪法处理采集信号,削弱噪声干扰信号,增强有用信号的信噪比;对于增强后信号,采用小波变换法进行信号异常性检测,并确定异常点近邻域,得到异常点范围后,综合集合论实现耦合器故障点自动定位。实验结果表明,所提耦合器故障点定位方法的运行时间明显短于实验对比方法,且定位误差率更低,具备可行性。(本文来源于《激光杂志》期刊2019年05期）
王玉[2]（2019）在《蓝紫光半导体激光器光纤耦合及光束整形技术研究》一文中研究指出近年来蓝紫光半导体激光器在大容量光学数据储存、激光显示、激光医疗、先进制造等领域的应用不断扩展,尤其已成为3D打印技术中最热门的光源之一。论文从3D打印应用中对蓝紫光半导体激光器功率和光束质量的需求出发,展开激光器光纤耦合与光束整形相关研究。论文在综合分析半导体激光器发光特性、光纤特性及光纤耦合理论的基础上,提出了采用非球面透镜光纤耦合与柱面透镜光纤耦合两种解决方案,利用ZEMAX软件分别对两种方案进行光路设计模拟并对比,结果显示:非球面透镜光纤耦合模块与柱面透镜光纤耦合模块都能使408nm半导体激光器高效耦合到多模光纤中,理论上都可获得98%以上的耦合效率,但其中非球面透镜耦合具有结构简单、聚焦光斑小、模块体积小、透过能量高等诸多优点而更具优势。采用408nm单管半导体激光器、透镜、光纤及相关组件,应用光纤捆绑合束技术,完成非球面透镜光纤耦合实验。获得了中心波长408nm,输出功率为8.12W的蓝紫光半导体激光器光纤耦合模块,采用风冷散热系统,在工作电流1.3A时,2小时内的功率不稳定性仅为0.3%,实测耦合效率为83%。从实验数据分析可知,实际光纤耦合效率低于模拟结果,原因在于非球面透镜的准直聚焦中要求单管与光纤的配合精度非常高,而紫外胶连接模块方式易形变,使透镜的耦合位置造成偏移,降低了耦合效率。为了提高蓝紫激光束整形效果,依据几何光学的照明原理,采用非成像光学系统的设计方法,设计了一套由准直透镜、双排复眼透镜(纵横比为16﹕9,焦距为26mm)和聚焦透镜构成的整形系统,将发散角较大的圆形光场整形为尺寸0.67英寸的矩形光场,光场均匀性达到86%,光能利用率达到98%以上。研究表明:蓝紫光单管半导体激光器利用非球面透镜光纤耦合技术,能够以简单紧凑的结构实现激光能量高效稳定的输出;采用多光纤捆绑合束技术,使输出功率得到了较大幅度的提高;利用复眼透镜匀光系统将激光光场整形为矩形光场的同时提高了光场的均匀性,并保证了激光能量的利用率。(本文来源于《长春理工大学》期刊2019-05-01）
许坤,王海丽,王献立,杜银霄,荀孟[3]（2019）在《垂直腔面发射激光器相干耦合阵列二维光束偏转》一文中研究指出通过建立数值模型,分析了垂直腔面发射激光器相干耦合阵列单元数量、单元间距、单元间相位差对光束质量及偏转角度的影响.仿真结果表明,单元数量越多,发散角越小;单元间距越小,旁瓣强度越小;单元间相位差越大,偏转角度越大.因此,设计相干阵列时,需要尽量减小单元间距,增大阵列规模,实现单元间大相位差的控制.实验制备了3单元相干耦合阵列,通过分离电极实现了单元注入电流的独立控制以及单元间相位差的控制,最终实现二维方向上的光束操控.(本文来源于《光子学报》期刊2019年01期）
许坤,付林杰,钟发成,杜银霄,荀孟[4]（2018）在《高光束质量垂直腔面发射激光器同相耦合阵列》一文中研究指出质子注入型面发射激光器相干耦合阵列能够实现同相模式的激射,但是由于制作过程中的工艺不均匀性引起单元间存在相位差,影响光束的质量。本文通过设计分离电极结构,使每个单元注入的电流得到分别的控制,实现了3单元叁角排列阵列高光束质量同相耦合模式的激射。阵列远场发散角仅为3.4°,大约有25.6%的全部能量聚集在中心光斑。激射光谱的线宽为0.24 nm,边模抑制比为27 d B。该方法能够有效提高相干耦合阵列的光束质量,弥补制作工艺中引入的单元不均匀性,提高器件的可靠性和实用性。质子注入方法简单、成本低,能够成为制作高光束质量相干耦合阵列的一个重要方法。(本文来源于《发光学报》期刊2018年06期）
李长明[5]（2018）在《腔内光束耦合对耦合腔拉曼激光器转换效率的影响》一文中研究指出耦合腔式拉曼激光器的基频腔和拉曼腔相互嵌套,同时相对独立,拉曼腔相对于内腔式结构缩短,同样的时间可以多程往返获得高拉曼增益,并且可以压缩拉曼光的脉冲。对拉曼激光器理论方面的研究是基于辐射传输方程和激光器速率方程组的推导,现有的基于单模高斯光束近似的拉曼激光器理论模型可以很好的描述接近于单模运转的LD端面泵浦激光器的运转。但LD侧面泵浦系统的激光模式与LD端面泵浦系统不同,侧面泵浦的基频光往往是多模运转,而由于拉曼光束净化效应,拉曼光基本以单模运转。针对这一问题,本文建立LD侧面泵浦拉曼激光器理论模型,在该理论模型中,基频光考虑TEM00、TEM01*和TEM10叁个模式运转,假定泵浦光Top-Hat分布,推导出归一化的速率方程组,再进行建模编程,在不同归一化拉曼增益M和归一化反转粒子数N的情况下理论上模拟激光器的运转情况。实验方面,实现了LD侧面泵浦Nd:YAG模块YVO4内腔式主动调Q拉曼激光器,在泵浦功率为117.7W和脉冲重复率为15k Hz时,获得了最大功率输出为6.98W的拉曼光,从808nm泵浦光到1176nm拉曼光的光-光转换效率为5.93%。实现了LD侧面泵浦Nd:YAG模块YVO4主动调Q耦合腔式拉曼激光器,改变耦合镜的曲率半径,分别为:150、500、1000和3000mm,研究耦合镜曲率半径的改变对转换效率的影响,发现耦合镜曲率半径越大,阈值越高,转换效率越大,并且给出获得拉曼光最大平均输出功率时的脉冲波形,与理论模型一致。(本文来源于《长春理工大学》期刊2018-03-01）
张健,张津超,潘晓铭,曹宇,冯爱新[6]（2017）在《宽带光束与同轴粉末流耦合规律及熔覆层成形特征》一文中研究指出利用高功率宽带平顶光束进行熔覆试验,采用高速摄像机和图像处理软件,建立了宽带光束-同轴粉末流耦合模型,研究了不同送粉器粉盘转速和载气流量下激光束与同轴粉末流的耦合特性和规律,并通过金相显微镜和体视显微镜分析不同光粉耦合形态下熔覆涂层的成形特征与规律,构建了光粉耦合特性与熔覆层成形的关系。结果表明:在载气流量不变的条件下,随粉盘转速增加,粉末流与激光束的耦合位置逐渐由宽带光束内变成宽带光束外,粉末流汇聚点焦距增大,汇聚直径先增大后保持不变;在基体处的区域由焦柱粉流区变为环状粉流区,熔覆层宽度略减小,高度和接触角增大,粉末利用率先增大后减小,稀释率减小。在粉盘转速不变的条件下,随载气流量增加,粉末流与激光束的耦合形态不变,粉末流位于宽带光束外,粉末流汇聚点焦距先增大后减小,汇聚直径先增大后保持不变;在基体处的区域由环状粉流区变为焦柱粉流区,熔覆层宽度先增大后减小,高度和接触角先增大后保持不变,粉末利用率先增大后减小,稀释率减小。当粉盘转速为1.2 r/min,载气流量为4 L/min时,能够获得较好的成形质量。(本文来源于《中国表面工程》期刊2017年05期）
柯熙政,张雅[7]（2017）在《高斯阵列光束自耦合特性的实验研究》一文中研究指出根据广义Huygens-Fresnel原理和修正von Karman谱模型,推导出了径向分布高斯阵列光束经非相干合成后在大气湍流中传输时的光强分布解析表达式,并对阵列光束自耦合特性随传输距离和径向分布半径的变化情况进行了数值分析,最后对径向分布半径不同的阵列光束自耦合特性随传输距离的变化进行了测量。实验结果表明:高斯阵列光束在大气湍流中水平传输时,随着传输距离的增加阵列光束会从某一距离处耦合成一束,且合成光束的平均光强呈类高斯分布;相同传输条件下,径向分布半径越小,阵列光束的自耦合特性越好。(本文来源于《红外与激光工程》期刊2017年08期）
荀孟[8]（2017）在《垂直腔面发射激光器同相耦合阵列及电控光束偏转的研究》一文中研究指出垂直腔面发射激光器(Vertical cavity surface emitting laser,VCSELs)是一种理想的面发射光源,具有光束质量好、单纵模、低阈值、易于实现片上测试等特点,已在数据传输、传感、光互连、激光打印、光信号处理等领域得到了日益广泛的应用。由于其易实现二维阵列,可获得高功率输出,但是这类激光阵列各个发光单元发出的光是互不相干的,各个光源之间没有确定的相位关系,不能提高光束质量。特别是在同相模式下,能量主要集中在轴向的近衍射极限的窄光束,并且光束发散角的大小与单元的数量呈现反比的关系,阵列规模越大,光束质量越好。因此,相干耦合阵列可以广泛应用于如激光雷达、光通信、泵浦等高功率领域和如图像处理、光谱传感等低功率领域。在相干VCSEL阵列的基础上,通过电流注入控制,达到对VCSEL阵列各单元相位的分别控制,可实现VCSEL阵列光束在一定角度范围内的扫描。这种电控制的方法,相对于机械方法更加灵敏、可靠性高,在激光雷达,可操控光源等领域有着诱人的应用前景。本论文在国家自然科学基金的资助下,系统研究了二维相干耦合阵列及光束操控技术。包括阵列单元的耦合机制,同相耦合模式的设计,质子注入技术的耦合阵列的制备技术及测试技术等。研制出高光束质量同相VCSEL耦合阵列,实现了阵列近衍射极限单模同相输出和高效二维光束操控。具体工作如下:1.质子注入阵列耦合机制的研究和同相耦合阵列的设计国际上目前只研究了1×2阵列的模式特性。我们通过分析阵列的热效应和载流子注入对材料折射率的影响,根据质子注入限制阵列的弱反波导原理建立了阵列的二维模型,从模拟与实验两方面研究了二维阵列结构与模式的关系,确定出阵列的同相模式和反相模式的结构。通过有限差分方法,对同相耦合阵列的远场特性进行了模拟分析,研究了发散角、中心光斑耦合度、远场光斑间隔与阵列结构和激射波长的关系,在互制约的因素中取得单元和阵列结构的优化设计。2.阵列的制备技术研究了质子注入限制阵列制备技术。通过理论和实验分析,综合考虑器件的阈值电流和输出功率等参数,确定出了合适的注入能量与剂量。采用金属Ni刻蚀二氧化硅方法制作质子注入掩膜,保证了掩膜图形的垂直性和均匀性。采用质子注入电隔离光耦合技术制备VCSEL耦合阵列,对光刻、刻蚀、溅射等工艺进行优化,形成一套完整的阵列制备方案。3.大功率、大电流工作范围同相耦合阵列的设计制备由于质子注入引起器件表面电阻增大,使器件损耗增大,影响输出功率,国际上同相模式的输出功率只有1mW左右。通过淀积金纳米层的方法改善表面电流扩展,实现了电流的均匀注入,减小器件热损耗,设计并制备出具有相对较高功率输出的同相耦合VCSEL阵列,连续条件下同相模式的输出功率达到4mW。国际上质子注入限制阵列均为正方结构,同相模式只工作在小电流范围内。我们设计出了7单元六角结构阵列,相比于正方结构阵列,由于该结构中距离中心单元有着更多的邻近单元,能够实现更强的单元间耦合,获得了从15mA到35mA下的大电流范围的同相模式工作。研究了在不同注入电流下耦合阵列的近场、远场及光谱等特性,阵列的发散角仅为2.5度,大约有29%的能量集中在中心光束,使光束质量明显提升。4.耦合阵列光束操控技术的研究在光束操控阵列中,通过对各单元注入电流的单独控制,达到耦合阵列内单元相位的控制,以实现光束的偏转。国际上通过刻蚀掉单元间隔区域的表面的方法来实现单元间隔离,但是效果差,影响偏转控制效率。我们设计出新颖的分立电极和多次不同能量的质子注入来实现单元间完全的电隔离。设计并制作了1×2和3单元光束操控阵列,实现了一维和二维方向上的高效可控的光束偏转,偏转角度分别为2.1度和1.6度,在偏转过程中仍能保持单元间的较强耦合。详细地分析了光束在偏转过程中的输出功率、发散角、光谱等特性的变化规律,实现了同相模式与反相模式的自由切换。(本文来源于《北京工业大学》期刊2017-06-01）
尚娟娟[9]（2017）在《多光束耦合对光折变晶体中光束传播特性影响的研究》一文中研究指出光折变晶体因具有优良的电光性能而被广泛地应用于光电子技术领域。改善和提高晶体材料的光折变性能有利于提高其潜在的应用价值。多年来,人们在改善和提高晶体材料光折变性能方面做了大量工作,如对晶体掺杂、施加外电场、改变背景光强度、改变温度及对晶体进行相对平移操作等。但是,有关频率不同但沿相同的传播轨迹导入晶体的多束光对晶体光折变性能影响的研究基本没有。基于此,本文主要在无偏压条件下,研究当频率不同但传播轨迹相同的多束光导入晶体时,其对晶体光折变性能的影响。主要研究内容如下:1.综述了改善和提高晶体材料光折变性能的研究进展。改善晶体材料光折变性能的方法有很多,如向晶体中掺入光折变敏感杂质能提高晶体光折变性能;对晶体施加外电场使晶体内部形成非均匀屏蔽,可以改变晶体形成的空间电荷场;对晶体施加背景光并改变背景光强度可改变晶体中迁移载流子的密度,影响晶体中形成的空间电荷场,进而影响晶体光折变性能;改变环境温度可影响晶体内部载流子的迁移速度,进而影响晶体中形成的空间电荷场;晶体被相对平移是在晶体内引入了附加场,改变了晶体中空间电荷场的分布。2.在无偏压条件下,实验研究了当掺铁铌酸锂晶体中存在频率不同但传播轨迹相同的双光束时,其光折变性能的变化。根据实验要求,合理搭建了实验平台,并在实验中,保持信号光(目标光束即研究对象)的光强不变。首先,通入信号光,当晶体的折射率变化达到饱和时,信号光束呈自散焦状态。其次,沿相同的传播轨迹导入另一束光(在文中被称为辅助光,并通过斩波器控制其脉冲频率),信号光束由自散焦向自聚焦转变。然后,分别改变辅助光的脉冲频率、光强进行对比实验,发现脉冲频率或光强越大,信号光束的自聚焦程度越大。最后,移去辅助光,信号光恢复到自散焦状态。实验研究表明:当掺铁铌酸锂晶体中存在频率不同但传播轨迹相同的双光束时,晶体的光折变性能发生改变。3.理论探讨并通过数值法模拟了频率不同但传播轨迹相同的多束光对晶体中光束传播特性的影响。理论研究了等效附加场、等效暗辐射对晶体中空间电荷场的影响,并尝试对空间电荷场的表达式进行了推导。修正了非线性波动方程,确定了相关参数,并对其数值求解。通过数值法模拟了在双光束耦合条件下,掺铁铌酸锂晶体中信号光束的传播特性。理论分析及数值模拟的结果进一步佐证了实验结果。(本文来源于《山东大学》期刊2017-04-06）
丁宗玲,孙进,魏蒙恩,李广,李爱霞[10]（2017）在《激光光束准直器与耦合器的设计方法研究》一文中研究指出利用凸透镜、凹透镜以及透镜的组合来完成特定要求的激光准直和耦合的设计方案。同时,选取两种准直参数和两种耦合参数为例验证了设计方案的可行性。为下一步激光光束的准直和耦合系统设计的实际应用奠定了基础。(本文来源于《大学物理实验》期刊2017年01期）
光束耦合论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近年来蓝紫光半导体激光器在大容量光学数据储存、激光显示、激光医疗、先进制造等领域的应用不断扩展,尤其已成为3D打印技术中最热门的光源之一。论文从3D打印应用中对蓝紫光半导体激光器功率和光束质量的需求出发,展开激光器光纤耦合与光束整形相关研究。论文在综合分析半导体激光器发光特性、光纤特性及光纤耦合理论的基础上,提出了采用非球面透镜光纤耦合与柱面透镜光纤耦合两种解决方案,利用ZEMAX软件分别对两种方案进行光路设计模拟并对比,结果显示:非球面透镜光纤耦合模块与柱面透镜光纤耦合模块都能使408nm半导体激光器高效耦合到多模光纤中,理论上都可获得98%以上的耦合效率,但其中非球面透镜耦合具有结构简单、聚焦光斑小、模块体积小、透过能量高等诸多优点而更具优势。采用408nm单管半导体激光器、透镜、光纤及相关组件,应用光纤捆绑合束技术,完成非球面透镜光纤耦合实验。获得了中心波长408nm,输出功率为8.12W的蓝紫光半导体激光器光纤耦合模块,采用风冷散热系统,在工作电流1.3A时,2小时内的功率不稳定性仅为0.3%,实测耦合效率为83%。从实验数据分析可知,实际光纤耦合效率低于模拟结果,原因在于非球面透镜的准直聚焦中要求单管与光纤的配合精度非常高,而紫外胶连接模块方式易形变,使透镜的耦合位置造成偏移,降低了耦合效率。为了提高蓝紫激光束整形效果,依据几何光学的照明原理,采用非成像光学系统的设计方法,设计了一套由准直透镜、双排复眼透镜(纵横比为16﹕9,焦距为26mm)和聚焦透镜构成的整形系统,将发散角较大的圆形光场整形为尺寸0.67英寸的矩形光场,光场均匀性达到86%,光能利用率达到98%以上。研究表明:蓝紫光单管半导体激光器利用非球面透镜光纤耦合技术,能够以简单紧凑的结构实现激光能量高效稳定的输出;采用多光纤捆绑合束技术,使输出功率得到了较大幅度的提高;利用复眼透镜匀光系统将激光光场整形为矩形光场的同时提高了光场的均匀性,并保证了激光能量的利用率。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光束耦合论文参考文献
[1].伍佳,程举.医疗系统中插入式光纤光束耦合器故障点自动定位方法[J].激光杂志.2019
[2].王玉.蓝紫光半导体激光器光纤耦合及光束整形技术研究[D].长春理工大学.2019
[3].许坤,王海丽,王献立,杜银霄,荀孟.垂直腔面发射激光器相干耦合阵列二维光束偏转[J].光子学报.2019
[4].许坤,付林杰,钟发成,杜银霄,荀孟.高光束质量垂直腔面发射激光器同相耦合阵列[J].发光学报.2018
[5].李长明.腔内光束耦合对耦合腔拉曼激光器转换效率的影响[D].长春理工大学.2018
[6].张健,张津超,潘晓铭,曹宇,冯爱新.宽带光束与同轴粉末流耦合规律及熔覆层成形特征[J].中国表面工程.2017
[7].柯熙政,张雅.高斯阵列光束自耦合特性的实验研究[J].红外与激光工程.2017
[8].荀孟.垂直腔面发射激光器同相耦合阵列及电控光束偏转的研究[D].北京工业大学.2017
[9].尚娟娟.多光束耦合对光折变晶体中光束传播特性影响的研究[D].山东大学.2017
[10].丁宗玲,孙进,魏蒙恩,李广,李爱霞.激光光束准直器与耦合器的设计方法研究[J].大学物理实验.2017
论文知识图
