用于千瓦级直接半导体激光堆栈的聚焦光学系统

米庆改; 王旭葆; 肖荣诗

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用于千瓦级直接半导体激光堆栈的聚焦光学系统

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针对2750 W直接大功率半导体激光堆栈输出的矩形光斑,设计了一种长焦距光学系统用于激光材料加工.首先,对整形光路进行了理论分析,利用倒置开普勒望远系统原理对慢轴光束进行扩束和准直,再利用聚焦镜实现快慢轴同步聚焦.推导出了快慢轴聚焦光斑大小的公式并计算出焦深理论值,分析了聚焦光斑大小的影响因素.接着,用ZEMAX软件模拟了LD stack光源和整个光学系统并进行了光线追迹,得到了模拟的光束变化形式及聚焦光斑尺寸.最后,进行相应的实验验证,实现了1.5 mm×4.0 mm的焦点光斑,焦距250 mm,焦深18.6 mm.讨论了整个聚焦光学系统性能的优缺点以及今后的改进方向.这种聚焦方法可以得到长焦距高功率密度聚焦光斑,满足激光熔覆、表面处理等工艺对光源的要求.

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来源
《发光学报》 |2018年第8期|1107-1114|共8页
作者
米庆改; 王旭葆; 肖荣诗;
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作者单位

北京工业大学激光工程研究院,北京 100124;

北京工业大学激光工程研究院,北京 100124;

北京工业大学激光工程研究院,北京 100124;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类半导体激光器;
关键词
半导体激光堆栈; ZEMAX; 光束整形; 光束聚焦;

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