大视场反射式激光扩束系统光学设计_衣同胜

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1、第33卷第6期应用光学Vol.33No.62012年11月JournalofAppliedOpticsNov.2012文章编号:1002-2082(2012)06-1156-06大视场反射式激光扩束系统光学设计衣同胜1,吴从均2,3,颜昌翔2,于平2(1.辽宁省葫芦岛市32941部队91分队,辽宁,葫芦岛125000;2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所空间光学部,吉林,长春130033;3.中国科学院研究生院北京100039)摘要:激光扫描捕获系统通过对激光光源进行扩束变换,压缩光源的发散角度,可减少在远距离传输中的能量损失。为满足某通信实验需要,设计一种放大倍率为10倍,光

2、源扫描视场为48°×40°的小型扩束系统。系统要求在1550nm、1064nm、800nm和632.8nm激光波段,全视场范围内波像差RMS不大于0.1λ(λ=632.8nm),且无中心遮拦。通过计算初始结构参数,利用Zemax软件优化,采用4片反射式非球面进行设计,全系统体积约为90×100×60mm3,波像差最大为0.095λ,满足系统尺寸和像质要求,整个系统光能透过率约为92%,满足透过率大于85%的设计要求。关键词:望远结构;激光通信;大视场;激光扩束;光学设计中图分类号:TN24;TH703文献标志码:Adoi:10.5768/JAO201233.0607003Optica

3、ldesignofwidefieldlaserbeamexpanderwithreflectionmethod1,WUCong-jun2,3,YANChang-xiang2,YUPing2YITong-sheng(1.Element91,Unit32941ofPLA,Huludao125000,China;2.MinistryofSpaceOptics,ChangchunInstituteofOptics,FineMechanicsandPhysics,CAS,Chanchun130033,China;3.GraduateUniversityofChineseAcademyofSci

4、ences,Beijing100039,China)Abstract:Laserbeamexpanderisusedtocompressthelaserdivergenceangle,inordertore-ducetheenergylosinginlongdistancescanningacquisitionsystem.Tomeettherequirementsofthelasercommunicationexperiment,alaserbeamexpandersystemwasdesigned.Thesys-temhas10timesmagnificationand48°×4

5、0°workingfield,whichisusedin1550nm,1064nm,800nmand632.8nmlaserwavebands(632.8nmwavebandismainlyusedforsystemtest).AfterthecalculationofprimarystructrueparametersandtheoptimizationbyZemax,fourconicmirrorswereusedtocomposethesystem.Consideringthetolerence,thesystemsmaxiumwavefrontaberration(WFE)

6、is0.095λ(λ=632.8nm)thatsatisfiestherequirementof3theRMSofWFE<0.1λ.Ithasatotalsizeof90×100×60mmandtransmissionofabout92%,whichalsomeetsthe85%transmissiondemand.Keywords:telescopestructure;lasercommunication;widefield;laserbeamexpander;opticaldesign收稿日期:2012-07-04;修回日期:2012-08-02作者简介:衣同胜(1964-),辽

7、宁葫芦岛人,硕士研究生,高级工程师,主要从事靶场测量总体工作。论文联系人:吴从均E-mail:wcjun1002@yahoo.com.cn应用光学2012,33(6)衣同胜,等:大视场反射式激光扩束系统光学设计·1157·引言远距离物空间扫描。当远距离传输的右端发现激光光源具有单色性高、方向性好、相干性扫描信号后,会通过快速扫描镜面和相关的姿态强、高能量等诸多优点,在激光通信、激光测速、调整设备实现双向瞄准,准确完成空间目标定激光测距、激光加工、激光准直、

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