關鍵詞：高功率激光發射系統；擴束系統

1 引言

高功率激光發射系統是強激光空間傳輸系統中不可缺少的裝置。對高功率激光發射系統的研究一直是激光應用領域的關鍵技術問題。高功率激光發射系統通常由準直系統、導光光路系統和擴束系統組成,光學系統要求具有高抗激光損傷閾值、高反射率、熱變形小等特點。這里我們主要討論擴束系統的設計。

2 設計要求

項目	指標要求
發散角	<3mrad
擴束前光束寬度	45mm*45mm
擴束比	2
系統波像差	λ/4
波長	10.6um
兩鏡間距	200mm左右

3 設計方案選擇

由于激光波長較長，出射光束直徑較大，大口徑透鏡材料價格昂貴，反射系統便于冷卻，同時為了避免中心遮攔對激光能量的損失,提高系統的發射能量，故高功率激光擴束系統選擇離軸無焦卡塞格林系統進行擴束。所設計的離軸卡塞格林擴束系統,其擴束倍率為2倍,主鏡離軸量265mm,次鏡離軸量132.5mm,主鏡為凹拋物面,次鏡為凸拋物面。

4設計步驟

1. 根據主次鏡間距和擴束比計算主次鏡的曲率半徑，主次鏡曲率半徑分別為800mm和400mm。

2. 按下圖設置系統參數

1. 按下圖輸入表面參數

1. 系統圖如下所示：

1. MTF/波前圖/像面光斑圖如下所示：

5 總結

這是一種被廣泛采用的強激光擴束系統，本文作為強激光發射系統的入門級教程，拋磚引玉，供初學者參考。

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