1.57μm人眼安全激光测距仪光学设计

摘要

目前广泛使用的1.06μm激光测距仪容易带来人眼损伤甚至致盲的危险，因此各国竞相研制新的人眼安全激光设备。波长为1.4~2.0μm的激光对人眼危害较小，可以作为人眼安全激光。结合光学参量振荡技术的人眼安全激光测距仪具有结构紧凑、重量轻、体积小、可靠性好、转换效率高等优点，广泛受到人们的青睐。
　　本论文介绍了人眼安全激光的概念和获得途径，以及国内外研究现状；阐述了有关光学参量振荡器的原理及分类，导出了参量振荡器中电场间的非线性互作用的耦合波方程，并分析了参量振荡的条件及其运转特性；研究了角锥棱镜腔的光学特性，包括反射特性、偏振特性及抗失调特性。给出了所设计1.57μm人眼安全激光器的技术指标；分析了聚光腔的结构、被动调Q的理论以及光学参量振荡腔中工作物质选择的问题；根据激光器中各个部分的尺寸和参数，针对不同的被动调Q材料及输入镜，设计了不同情况下的激光器的整机结构图。
　　对于对称式测距仪光学系统的设计，首先利用PW法计算出测距仪光学系统接收部分的初始结构参数，然后运用Zemax软件设计并优化，并通过点列图、调制传递函数MTF、包围圆能量以及波像差等对其像质进行了评价。
　　最后，总结论文主要内容，指出下一步要展开的工作。

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第一章 绪 论

1.1 研究的背景及意义

1.2 人眼安全激光器的国内外研究现状

1.3 人眼安全激光测距仪的应用

1.4 本文主要的研究内容

第二章 1.57μm人眼安全激光器的理论

2.1 光学参量振荡器的理论知识

2.2 角锥棱镜的理论知识

2.3 本章小结

第三章 1.57μm人眼安全激光器的设计

3.1 1.57μm人眼安全激光器的技术指标

3.2 聚光腔

3.3 被动式调Q开关

3.4 光学参量谐振腔中工作物质的选择

3.5 1.57μm人眼安全激光器的结构设计

3.6 本章小结

第四章 对称式人眼安全激光测距仪光学系统的设计

4.1 脉冲式激光测距仪的原理

4.2 测距仪光学系统的设计

4.3 本章小结

第五章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

攻读专业硕士学位期间发表的论文及科研成果

致谢