| 一种多圆环光束整形器及其制作方法 | |
虞钢 ; 聂树真; 郑彩云; 何秀丽; 宁伟键
| |
| 2012-02-01 | |
| Rights Holder | 中国科学院力学研究所 |
| Abstract | 本发明公开了一种多圆环光束整形器及其制作方法，包括步骤：(1)根据各个同心圆环的位置和强度比例计算光束整形器输入面上相位分布；(2)根据光束整形器相位数据量化后的参数制作模板；(3)利用模板对基片进行光刻和刻蚀过程，得到所需相位台阶结构，从而制得光束整形器。该光束整形器，包括光束整形器本体，光束整形器本体上有相互对应的光束输入面和光束输出面，光束输入面上设置有多个同心圆环，同心圆环上具有相位台阶结构。如将此光束整形器用于激光热负荷试验中，可用来模拟活塞在实际工作中温度场分布规律。此方法具有成本低、效率高、模拟可靠性高的特点。 |
| Application Date | 2009-06-25 |
| Application Number | CN200910087462.0 |
| Patent Number | CN101930090B |
| Claim | 1.一种多圆环光束整形器的制作方法，用于产生各圆环位置和强度任意分布的多圆环光束，包括如下步骤： 1)根据各个同心圆环的位置和强度比例，计算光束整形器相位，其具体包括如下步骤： i)根据能量比例分割光束整形器输入面孔径，使其成为多个圆环区域，每个圆环区域分别对应于输出面上的一个圆环区域； 根据输出面上各个环的强度之比及其半径大小，计算出输出面上各个圆环的能量之比，根据能量守恒，得到输入面上的对应圆环位置，其中设定输入光为平面波，计算公式(1)如下： E i E total = r i 2 - r i 0 2 R 2 - - - ( 1 ) 其中，Ei是输出面上各个圆环上的能量，i为输出面上环的个数，Etotal是输出面上的总能量；ri0、ri是输入面上第i个圆环的内外半径，R是整个输入面的半径； 使通过输入面上每个圆环半径r处的光传输到输出面上对应圆环上半径R处，根据能量守恒，求得R与r的关系，计算公式(2)如下： r 2 - r i 0 2 r i 2 - r i 0 2 = R ( r ) 2 - R i 0 2 R i 2 - R i 0 2 - - - ( 2 ) 其中，Ri0、Ri是输出面上第i个圆环的内外半径； ii)利用二元光学的相位梯度分布，使得输入面上r处的光传播到输出面上相应位置R处，计算公式(3)如下： dφ ( r ) dr = 2 π λ R ( r ) - r z - - - ( 3 ) 其中，λ是入射光束的波长，z是输入面到输出面的距离，φ(r)是输入面上相位分布； 将由公式(3)所得到的R(r)代入公式(2)中，得到下式(4) dφ ( r ) dr = 2 π λ r 2 - r i 0 2 r i 2 - r i 0 2 ( R i 2 - R i 0 2 ) + R i 0 2 - r z - - - ( 4 ) 将相位离散化数值求解： φ k + 1 - φ k Δr = 2 π λ ( kΔr ) 2 - r i 0 2 r i 2 - r i 0 2 ( R i 2 - R i 0 ) + R i 0 2 - ( kΔr ) z - - - ( 5 ) 其中Δr为采样间距，从而可以得到光束整形器输入面上的初始相位分布； 2)根据光束整形器相位数据量化后的参数制作模板，其具体包括如下步骤：根据所需同心圆环的个数将光束整形器的相位量化为多组数据，每组数据对应制作一块模板，画出模板加工需要的相位图，并在每个模板上画上对准标记，以确保模板在后续的套刻时对准，然后根据加工相位图，利用电子束直写的方法来制作模板； 3)利用模板对基片进行光刻和刻蚀，以得到所需相位台阶结构，从而制得光束整形器。 |
| Classification | 发明授权 |
| Status | 失效 |
| Note | 未缴年费 |
| Country | 中国 |
| Agency | 北京中创阳光知识产权代理有限责任公司 |
| Document Type | 专利 |
| Identifier | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/99829 |
| Collection | 先进制造工艺力学实验室 |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 虞钢,聂树真,郑彩云,等. 一种多圆环光束整形器及其制作方法. CN101930090B[P]. 2012-02-01. |
| Files in This Item: | There are no files associated with this item. | |||||
Items in the repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Edit Comment