LD光束准直方法研究.pdf

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1、万方数据第32卷第5期2010年10月光学仪器OPTICALINSTRUMENTSV01．32，No．5()ctober，2010文章编号：1005—5630(2010)05一0024一05LD光束准直方法研究*陈大勇1，张立航2，谌雨章1(1．华中科技大学光电子科学与工程学院，湖北武汉430074；2．中国人民解放军68031部队，甘肃兰州730058)摘要：半导体激光器(LD)用于成像系统的时，要对光束的发散角进行压缩才可以使用。目前常用的几种LD光束准直设计方法数值计算过程繁琐，设计完成后的加工成本昂贵。当工作条

2、件对光束的准直度要求不高，且只要求目标尺寸与投射光斑大小匹配时，可将LD视为一个理想点光源；当这个点光源在理想凸透镜的前焦点处时，光束经透镜作用后，变换为平行光。点光源由前焦点处向柱透镜移动，光束发散角会增大。Zemax用于调整LD和柱透镜的距离，模拟出目标处光斑大小，最终使光斑大小与目标尺寸匹配。根据仿真结果选取合适的产品，这种设计缩短了设计周期。关键词：LD光束准直；Zemax；柱透镜中图分类号：TN3642文献标识码：Adoi：10．3969／j．is汛1005—5630．2010．05．006ThestudyO

3、famethodofLDbe锄colIimationCHENDnyon91，ZHANGLihan92，cHENYuzhnn91(1．0ptoelectronicSdenceandEIlginee血Igmpartment，HIlazhongUniversityofScienceand№hnology，Wuhan430074，Chm；2．Ullit68031，People’sLiberationA珊y，LaIlzhou730058，Cmna)Abstract：Laserdiode(LD)wasusedforimagings

4、ystemsneedrefineddivergenceangle．Currently，severalLDbeamcollimationmethodsaretoocumbersomeandhavehighprocessingcosts．IfrunningconditionsdemandsisnotstrictandtheonlydemandisthetargetdimensionisequaJtospotsize，LDcanberegardedaspoint1ightsource．Ifthepointlightsourc

5、elocatedatthelensfrontfocus，be锄sthroughalens盯ldbecomeparaUellight．PointlightsourceInovefromlensfrontfocustothecylindricallens，beamdivergenceangleincrease．ZeIIlaxadjustthedistancefromthepointlightsourcetothelensandsimulatethespotsizeatthetarget，makingspotsizeiseq

6、ualtothetargetdimensioll．Accordingtothesimulationresults，choosirlgtheappropriatecylinderlenses．Thismethodcanreducethedesigncycle．Keyw们ds：LDbeamcollimation；Z锄ax；cylindricallens引言LD在垂直结平面和平行结平面两个方向(钆和劬两个方向)上的光束发散角不相等，因此LD在使用时需要对钆和劬两个方向上的光束分别进行准直处理。常用的圆柱面准直系统和平凸柱透镜

7、系统成本低、技术较成熟‘1

8、。但圆柱面准直系统存在较大球差，出射光束的准直性和光强分布不能满足要求高的工作环境嘲。非球。收稿日期：2010-04—26作者简介：陈大勇(1984一)，男，甘肃兰州人，硕士研究生，主要从事光电探测方面的研究．万方数据第5期陈大勇，等：LD光束准直方法研究·25·面柱透镜球差小、出射光束的准直性和光强分布都很理想，但非球面柱透镜的曲面面型复杂，难加工[3]。圆柱面准直和非球面准直都需经复杂的数值计算，确定所需的参数[4]。然后经过光路优化设计才能进行生产加工，设计周期长、成本高。若将ID视为

9、一个点光源，当点光源处在理想凸透镜的前焦点处时，光束经经透镜作用后变换为平行光。调整LD与凸透镜的距离，就可得到不同发散角的光束，用Zen埝x模拟该过程，通过不断的调整LD和柱透镜的距离参数，最终使光斑大小与目标尺寸匹配。这种设计过程，不但简单，而且适用于工程。1理论基础考虑到LD的远场特性，可以将LD视为一个点光源，只不过这个点