基于非球面透镜与复合椭球腔的激光均匀照明系统设计
光学
2023-09-26 v1
摘要
为实现小孔径直径、大视场角的激光均匀照明，研究激光主动照明系统。本文设计了一种非球面镜结合复合椭球腔的结构，以实现均匀照明。通过非球面镜将高斯光束基模整形为双高斯辐射与平顶辐射；双高斯辐射光线经复合椭球腔再次反射并分解为等辐射通量，与透射的平顶辐射光线叠加形成均匀分布。复合椭球腔参数由映射均衡算法获得。经非球面透射平顶整形与复合椭球腔二次反射整形叠加后，孔径为29.7mm，视场角为84.0度，在2m距离、3.6m直径下均匀性为92.7%。均匀性优化受三因素影响：RMS、透射与反射功率密度比MT/R以及透射与反射重叠度。RMS与MT/R决定复合椭球腔的设计效果，其取决于最大反射角与透射角。MT/R与最大反射角负相关，RMS与透射角正相关。当最大反射角设为32.0度、透射角设为8.0度时，最小均方根聚焦半径为108.6um，最小有效透射反射功率密度比为1.07。透射与反射的重叠度直接影响目标面均匀性，通过设置调节因子调整透射与反射重叠度，当调节因子为0.9时目标面均匀性达到最大。
引用
@article{arxiv.2309.14227,
title = {Design of laser uniform illumination system based on aspheric lens and compound ellipsoidal cavity},
author = {Yu Lu and Xiangxiang Zhang and Ruilong Wu and Yi Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.14227},
year = {2023}
}
备注
7 pages, 13 figures