张阔海硕士论文

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1、张阔海硕士论文工学硕士学位论文大功率Nd:YAG激光束光纤耦合技术研究张阔海北京工业大学2003年6月分类号:TN929.1单位代码：10005学号：S200011009密级：公开北京工业大学工学硕士学位论文题目:大功率Nd:YAG激光朿光纤耦合技术研究英文题目:Researchonfiberopticcouplingforthehigh-powerNd:YAGlaserbeam研究生姓名：张阔海专业：光学工程研究方向：光纤耦合技术导师：左铁钏职称：教授论文提交日期：2003年6月学位授予日期：授予单位名称和地址：北京工业大学北京工业大学工学硕士学位论文摘要…

2、IAbstract…II第1章绪论？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？11.1光纤传输系统在激光加工中的应用???????????????11.1.1激光加工在现代工业中的地位???????????????11.1.2光纤传输系统在激光加工屮的优点及应用??????????21.2国内外大功率激光光纤耦合的发展状况?????????????31.3课题来源及目标???????????????????????71.3.1课题来源????????????????????????713.2研究目标？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？7第

3、2章光纤耦合传输特性分析????????????????????82.1光纤的构成、分类及损耗???????????????????82.1.1光纤的构成？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？？?82.1.2光纤的分类???????????????????????82.1.3光纤的损耗???????????????????????112.2光纤的射线光学描述?????????????????????122.2.1子午光线的传输?????????????????????132.2.1斜光线的传输??????????????????????142.2.2光纤端

4、面倾斜的影响???????????????????16第3章激光与光纤耦合技术研究???????????????????181.1激光耦合进光纤的耦合条件??????????????????183.2激光与光纤机械对准对光纤耦合的影响?????????????193.2.1轴向误差的影响?????????????????????193.2.2纵向误差的影响?????????????????????203.2.3角度误差的影响?????????????????????223.3激光入射条件对光纤输出光束近场功率密度分布的影响??????23第4章大功率YAG激光

5、束聚焦特性研究????????????????28北京工业大学工学硕士学位论文2.1多模激光的光束质量?????????????????????284.2大功率YAG激光朿聚焦特性研究????????????????314.2.1大功率激光束的成像变换?????????????????314.2.2单透镜聚焦???????????????????????334.2.3望远镜聚焦系统?????????????????????38第5章光纤耦合及传输特性实验研究????????????????425.1光纤的选择和端曲制备????????????????????4

6、25.1.1光纤芯径的选择?????????????????????425.1.2光纤端面的制备?????????????????????421.2耦合器结构设计???????????????????????445.3光纤耦合实验研究??????????????????????465.3.1He-Ne激光聚焦实验??????????????????465.3.2大功率Nd：YAG激光耦合实验研究?????????????49结论…57参考文献58致谢•••60北京工业大学工学硕士学位论文摘要光纤传输大功率激光为激光材料加工开辟了一个新天地，大功率Nd：YAG与

7、光纤传输系统的组合提高了激光加工的自动化和柔性。光纤传输系统的目标总是希望光纤能够传输更多的激光功率而损失最少。影响传输系统效率的主要因素是激光与光纤的耦合损失。激光与光纤的机械对准误差和光束质量下降导致了耦合损失，本文分析了它们对耦合效率的影响。对于材料加工的光纤耦合系统来说，光纤输出激光的光束质量也是非常重要的，它影响着激光加工的质量。输出激光的光束质量不仅与光纤的结构参数有关，而且还与激光入射条件有关系。计算表明，激光入射条件与光纤输出光束的近场功率密度分布有着函数关系。対于光纤耦合系统的设计来说，研究大功率Nd:YAG激光的耦合聚焦特性是设计光纤耦合系

8、统的前提。当Nd:YAG激光器工作在高