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【Review】大口径强激光光学元件超精密制造技术研究进展（图）
惯性约束聚变 高功率固体激光 非球面磁流变加工 气囊高效抛光
2021/12/30
用于惯性约束聚变(inertial confinement fusion, ICF)研究的高功率固体激光装置是当今规模最大、结构最复杂且系统性极强的光学系统工程，需要上万件大口径强激光光学元件，包括磷酸盐钕玻璃放大片和平面反射镜、非球面聚焦透镜、衍射元件，以及大口径非线性激光晶体等。
为了更好地进行大口径光学元件轮廓测量,以激光跟踪仪作为测量的工具,引入测量平差理论对测量数据进行处理,以提高光学元件毛坯制作、铣磨加工阶段的轮廓测量精度。首先,对拟合误差的公式进行了推导,得出影响拟合精度的因素;之后,对于大口径元件轮廓测量的具体检测模型提出了提高拟合精度的方法;最后,对于实际的2 m量级口径的SiC主镜进行了实际的测量与拟合,并从F数、拟合残差、结构函数等角度分析了平差结果。所提...
介绍一种采用塑料光学元件和玻璃光学元件进行混合设计的微光夜视物镜，该系统利用光学被动无热化原理进行环境适应性设计和像差平衡，其工作波长范围为0.65～0.95 μm，视场为40°，F数为1.2. 利用CODE V光学设计软件对微光夜视光学系统的调制传递函数（MTF）、温度适应性、零件质量等性能进行了综合分析与评价。设计结果表明，在高低温情况下，各个视场的MTF值均大于0.4，光学零件质量为20 g...
超光滑加工技术中光学元件表面材料的均匀去除
小磨头 超光滑加工 均匀去除 等值驻留时间
2013/9/22
超光滑加工通常是在保证光学元件面型精度不劣化前提下提升其中高频精度.均匀去除是保证超光滑加工过程中光学元件面型精度不劣化的重要途径.本文以四轴三联动小磨头超光滑加工机床为基础,结合Preston假设,研究了四轴三联动超光滑加工机床对光学元件的材料去除特性,发现当机床取某些特定的参量时,通过等值的驻留时间规划即可实现光学元件表面材料的均匀去除.最后,对这些特定的参量进行了对比实验.实验结果验证了理论...
数字化光学元件中黑栅效应的研究
激光束整形 黑栅效应 标量衍射理论
2010/3/10
计算机光学元件是纯相位元件，能够产生任意形状的波面分布，但存在着加工工艺过于复杂的缺点。目前出现了用数字化元件实现计算机光学元件的方法，在这些方法中经常要面临黑栅效应的干扰。利用傅里叶光学理论研究了黑栅效应对具体元件的影响程度，找出了影响黑栅效应强弱的因素，并用MATLAB软件进行了模拟。模拟结果表明：减小黑栅的宽度可使光能量向接收屏中央集中，有效降低黑栅效应的干扰。
基于高分辨力CCD的大口径光学元件疵病检测
ICF 大口径光学元件 疵病
2009/11/3
介绍了一种利用高分辨力CCD快速检测大口径光学元件表面和体内疵病的方法。利用侧照明方式对大口径光学元件进行均匀掠射照明，表面和体内疵病因为散射在暗室成像过程中影像被放大。对比研究了疵病示踪尺寸和真实尺寸，得出近似数学关系，利用高分辨力CCD，通过一次性成像获得光学元件疵病尺寸近似值、2维空间位置等定量描述表面特征的信息。
基于传统分立光学元件的旋光纤测量
偏振模色散 光纤光学 旋光纤
2009/10/15
采用庞加莱几何表象，从理论上分析了光纤中的线双折射和圆双折射分别对入射光偏振态的调制规律，同时研究了这两种双折射同时存在的低双折射旋光纤的双折射特性.根据理论分析的调制规律，提出了一种基于传统分立光学元件测量旋光纤双折射参量的截断法，可以仅通过消光比的测量和计算获得旋光纤的线双折射和圆双折射参量，进而可以通过线双折射参量近似计算差分群时延，且采用该方法的理论计算值与传统方法的测量值吻合.
光学元件“缺陷”对助推放大级光束质量的影响
高功率固体激光器 光学元件 光束质量
2009/8/24
光学元件“缺陷”制约着高功率固体激光装置负载能力的提升。从统计角度建立了振幅调制型“缺陷”模型，并针对神光Ⅲ原型装置助推放大级分析了“缺陷”分布的统计参量与光束近场质量的关系，得到了一般规律。结果表明，“缺陷”总密度的增加和幂指数的减小都使系统输出光强的中高频成分增加，光束近场质量变差；总密度的变化引起光强各中高频成分变化的幅度近似相等，频率间相对比重基本保持不变，幂指数的变化却会引起各频率间相对...
光学元件低频位相噪声的空间尺度
低频位相噪声 空间尺度 随机位相屏 RMS位相梯度
2008/5/24
建立求位相分布空间尺度的数学模型并计算了实际钕玻璃放大片所产生位相噪声的空间尺度。且就空间尺度对焦斑的影响及其在传输过程中的变化进行了数值模拟，结果表明：空间尺度对聚焦焦斑影响很小；在传输过程中，位相噪声的空间尺度会增大，而这种增长会增强变形镜等光束质量控制手段的效果。
光学元件亚表面缺陷结构的蚀刻消除
化学刻蚀 Marangoni界面效应 亚表面缺陷 抛光
2008/5/24
针对强激光光学元件的应用要求，对光学材料在研磨和抛光过程中形成的亚表面缺陷进行了分析，并借鉴小工具数控抛光和Marangoni界面效应，提出采用数控化学刻蚀技术来实现光学表面面形和微结构形貌的高精度加工，对亚表面缺陷具有很好的克服和消除作用。通过实验对亚表面缺陷的分布位置和特性进行了分析，同时实验验证了在静止和移动条件下Marangoni界面效应的存在，对材料的定量去除进行了实验，提出了亚表面缺陷...