太阳光泵浦固体激光器聚光系统研究

摘要

首台激光器发明不久，太阳光泵浦激光器立即问世。太阳能激光器的出现开辟了太阳能利用技术的新领域。特别是在空间中，太阳能资源更为丰富，太阳能辐射强度几乎不受时间和气候条件的限制，如果能够充分利用这些能源为人类服务，有着巨大的实际意义。太阳能激光器在空间中主要可用于无线能量传输、空间光电对抗以及自由空间光通信等领域。
　　本论文主要研究太阳光泵浦固体激光器的聚光系统。论文首先概括性地介绍了太阳光泵浦固体激光器的几种聚光器，包括各种聚光器的特点、太阳光谱辐射的特点以及本文所设计聚光器的原理。
　　然后重点建立了聚光系统的物理模型以及数学算法，包括求光线交点，光线反射以及光线追迹的算法，并通过比较选出最优算法。推导出一级聚光系统出光口与中心盲区半径比值的公式，从而更好的分析二级聚光系统出光均匀度。
　　最后一部分主要设计了出光均匀度的算法，分析了不同条件下的二级聚光系统CPC出光情况，并且通过比较分析，得到了均匀度误差最小情况下的CPC各项参数。利用已知参数，结合一级聚光系统物理模型，从而得到一级聚光系统的最优参数。其次分析了理想状况下梯形聚光系统出光均匀度，并与CPC进行比较，讨论二者优缺点。

目录

太阳光泵浦固体激光器聚光系统研究

RESEARCH ON SOLAR-PUMPED SOLID LASER CONCENTRATOR

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 太阳光直接泵浦激光器的特点

1.2 太阳光泵浦激光器的潜在应用前景

1.3 研究现状

1.4 主要研究内容

第2章 太阳光泵浦固体激光器聚光系统的概述

2.1 太阳能聚光器

2.2 太阳光辐射特点

2.3 一级聚光系统的原理

2.4 二级聚光系统(CPC)的原理

2.5 本章小节

第3章 物理模型以及算法的建立

3.1 一级聚光系统物理模型的建立

3.2 二级聚光系统模型建立

3.3 光线模型算法的建立及比较

3.4光线追迹算法的建立

3.5本章小结

第4章 出光均匀度的算法设计及分析

4.1 出光均匀度的算法设计

4.2 CPC理想状况下出光均匀度分析

4.3 一级聚光系统出光情况分析

4.4 梯形聚光器理想状况下出光均匀度分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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致谢