Синтез оптической системы преобразователя пучка лазерного излучения на основе асферических линз из полимерных материалов

Екименкова А.С., Орехова M.К., Вознесенская А.О., Васильев В.Н.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Екименкова А.С., Орехова М.К., Вознесенская А.О., Васильев В.Н. Синтез оптической системы преобразователя пучка лазерного излучения на основе асферических линз из полимерных материалов //Оптический журнал. 2020. Т. 87. № 11. С. 88–94. http://doi.org/ 10.17586/1023-5086-2020-87-11-88-94

Ссылка на англоязычную версию:

A. S. Ekimenkova, M. K. Orekhova, A. O. Voznesenskaya, and V. N. Vasil’ev, "Design of an optical system for a laser beam shaping system based on aspheric polymer lenses," Journal of Optical Technology. 87(11), 698-702 (2020). https://doi.org/10.1364/JOT.87.000698

Аннотация:

Для решения широкого круга технологических задач требуется преобразование профиля лазерного пучка. Одним из таких приложений является генерирование плоскостного пучка с равномерным распределением интенсивности. Традиционно применяемые коллимационные системы не позволяют добиться изменения профиля лазерного пучка. Для достижения высокого качества гомогенизации излучения целесообразно использовать линзы с асферическими поверхностями высших порядков, производство которых из оптического стекла требует дорогостоящих технологий и оборудования. Методика изготовления линз из полимерных оптических материалов позволяет выполнить поверхности любой сложности. В данной работе представлен синтез оптической системы преобразователя пучка лазерного излучения на основе асферической полимерной оптики с использованием программного обеспечения ZEMAX. Приведены сравнительный анализ характеристик качества систем из полимерной и стеклянной оптики и рекомендации по рациональному выбору материалов.

Ключевые слова:

преобразователь лазерного излучения, асферическая оптика, оптические полимерные материалы, моделирование оптических систем, оптимизация

Коды OCIS: 250.2080

Список источников:

1. Dickey F.M. Laser beam shaping: Theory and techniques. 2^nd ed. N.Y.: CRC Press, 2017. P. 402.

2. Kreuzer J.L. Coherent light optical system yielding an output beam of desired intensity distribution at a desired equiphase surface // Патент США № 3476463A. 1969.

3. Orekhova M.K., Voznesenskaya A.O., Romanova G.E. Design of single and two-lens laser flat-top reshaping systems // Proc. SPIE. 2018. V. 10693. № 106930Y. Р. 1–8.

4. Оссвальд Т., Турнг Л.-Ш., Грэманн П.Дж. Литье пластмасс под давлением / Под ред. Калинчева Э.Л. СПб.: изд. ЦОП Профессия, 2005. С. 128–176.

5. Серова В.Н., Наумов А.К., Мукменева Н.А., Черезова Е.Н. Лазерная стойкость полимеров // Вестник технологического университета. 2016. Т. 19. № 10. С. 33–37.

6. Трифонов А.В., Хребтов А.А., Федоренко Е.В. Проблемы лазерной прочности прозрачных полимеров и методы их решения // Молодой ученый. 2017. № 2.1 (136.1). С. 37–39.

7. Osaka Gas Chemicals [Электронный ресурс]: <http://www.ogc.co.jp/e/products/fluorene/okp.html>

8. Schaub M.P. The design of plastic optical systems // SPIE Tutorial Text. 2009. V. TT80. P. 15–29.

9. Лущейкин Г.А. Моделирование ударной вязкости полимерных материалов // Пластические массы. 2016. № 9–10. С. 24–27.

10. Иванов С.Е., Романова Г.Э. Использование двухкомпонентного афокального компенсатора в зеркально-линзовых системах для коррекции термоаберрации положения // Научно-техн. вест. информационных технологий, механики и оптики. 2017. Т. 17. № 3. С. 372–379.

11. Носов П.А., Ширанков А.Ф., Третьяков Р.С., Григорьянц А.Г., Ставертий А.Я. Нагрев оптических элементов из высокочистых кварцевых стекол излучением мощных волоконных лазеров // Изв. вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59. № 12. С. 1028–1033.

12. Рыкалин Н.Н., Углов А.А., Зуев И.В., Кокора А.Н. Лазерная и электронно-лучевая обработка материалов. М.: Машиностроение, 1985. С. 132–156.

13. Вейко В.П., Либенсон М.Н. Лазерная обработка. Л.: Лениздат, 1973. С. 29.

14. Beich W.S. Plastic optics: Specifying injection-molded polymer optics [Электронный ресурс]: <https://www.photonics.com/Articles/Plastic_Optics_Specifying_Injection-Molded/a25487>

15. Заказнов Н.П., Кирюшин С.И., Кузичев В.И. Теория оптических систем. М.: Машиностроение, 1987. С. 234–300.

16. Thorlabs.Inc. [Электронный ресурс]: <https://www.thorlabs.com>

17. ZEMAX 13. Optical Design Program. User’s Guide. June 24, 2015.

18. Свешников А.А. Сборник задач по теории вероятностей, математической статистике и теории случайных функций. М.: Наука, 1965. С. 143.

19. Adl optica [Электронный ресурс]: <http://pishaper.com/shaper.html>