热透镜

摘要： 为了抑制宽条形半导体激光器的热透镜效应,提高慢轴光束质量,本文提出并制作了一种微热通道电极结构激光器。该芯片p面注入区电极处被设计为较厚的高热导率的电极结构,封装后激光器两侧与热沉之间形成空气间隙,抑制激光器有源区横向热流,使激光器内温度分布均匀,有效地降低慢轴发散角。对该激光器的封装模型进行了稳态热分析,优化了微热通道电极结构的厚度和宽度,并制作了波长为940 nm的微热通道电极结构激光器。测试结果表明,在注入电流为2 A时,微热通道电极结构激光器的发散角相对于普通电极结构激光器降低了24%,有效地降低了激光器慢轴光束发散角。

摘要： 为了抑制宽条形半导体激光器的热透镜效应,提高慢轴光束质量,本文提出并制作了一种微热通道电极结构激光器.该芯片p面注入区电极处被设计为较厚的高热导率的电极结构,封装后激光器两侧与热沉之间形成空气间隙,抑制激光器有源区横向热流,使激光器内温度分布均匀,有效地降低慢轴发散角.对该激光器的封装模型进行了稳态热分析,优化了微热通道电极结构的厚度和宽度,并制作了波长为940 nm的微热通道电极结构激光器.测试结果表明,在注入电流为2A时,微热通道电极结构激光器的发散角相对于普通电极结构激光器降低了24％,有效地降低了激光器慢轴光束发散角.

摘要： 为研究探测光斑尺寸对热透镜聚焦误差信号的影响,建立了基于光学相移理论的热透镜聚焦误差信号理论模型,给出了构型参数优化条件及最大聚焦误差信号的理论值.通过数值计算,分析了探测光斑尺寸对聚焦误差信号及其线性范围的影响.计算结果表明:聚焦误差信号随着探测光斑半径的增大先增大后减小,当探测光斑半径为激励光斑半径的1.14倍时聚焦误差信号最大,与理论结果一致;聚焦误差信号的线性范围随着探测光斑半径的增大而减小,在探测光的最大光学相移小于0.4 rad时,聚焦误差信号的非线性误差小于1％.

摘要： 报道了采用Comsol多物理场仿真软件模拟计算三种结构Nd∶YAG晶体的温度场分布,并通过实验,对比分析复合晶体与均匀掺杂Nd∶YAG晶体的输出功率和转化效率.模拟结果表明,当泵浦功率为18W时,尺寸为3 mm×3 mm×10 mm、3 mm×3 mm×16 mm、3 mm×3 mm×20 mm的三种晶体的最高温度分别为97.12°C、89.08°C和88.01°C,复合晶体在降低晶体工作温度,减小热效应方面优势明显.采用相同的工作条件,当泵浦功率为18 W时,均匀掺杂Nd∶YAG晶体1064 nm激光最大输出功率为6W,16 mm长的复合晶体的输出功率为9.3W,且未出现饱和现象,光斑质量优于均匀掺杂晶体情况.理论和实验结果表明,复合晶体在降低热效应,提高光斑质量方面具有更高的实用性.%The temperature field distributions of three Nd ∶ YAG crystal structures were calculated by using the Comsol multiphysical field simulation software,and the output power and conversion efficiency of the composite crystal and the uniform doped Nd ∶ YAG crystal were compared through the experiments.The simulation results show that the maximum temperatures of three crystals whose size are 3 mm ×3 mm × 10 mm、3 mm ×3 mm × 16 mm and 3 mm ×3 mm × 20 mm are 97.12 °C,89.08 °C and 88.01 °C respectively when pumping power is 18 W.The composite crystal has an obvious advantage in reducing the temperature of the crystal and reducing the thermal effect.When pumping power is 18 W,the maximum output power of uniform doped Nd ∶ YAG crystals is 6 W,while the output power at 1064 nm with the 16 mm composite crystal is 9.3 W.Meanwhile,there is no saturation phenomenon for the composite crystal,and the beam quality is better than that of the uniform doped crystal.The theoretical and experimental results show that the composite crystal has a higher practicability in reducing the thermal effect.

摘要： 对于给定的激光晶体,计算和测量特定泵浦功率下的热透镜参数,可以优化谐振腔参数,实现谐振腔模式匹配,增加激光器转换效率。对于再吸收比较强的掺Tm准三能级系统,谐振腔模式匹配是实现激光器高效运行的关键因素。鉴于热效应在端面泵浦高功率固体激光器中的重要性,本文从理论和实验上对端面泵浦Tm:YLF激光器的热透镜效应进行了理论分析和实验测量,为高效率、高功率Tm:YLF激光器的实现提供了重要设计参数。

摘要： 针对低功率1064nm激光放大过程中提取效率较低的问题,提出了共轴Nd:YVO4放大方式.通过线偏振光方向旋转方法,完成以Nd:YVO4晶体作为增益介质的共轴双程放大结构.该结构实现了Nd:YVO4晶体的共轴双程放大,而不是离轴放大方式,这可以使放大过程中不需要考虑偏振对放大效率的影响.在100kHz的声光调制下,获得平均功率36.9W的输出,对应放大级转化效率44.5%.通过实验证实,低功率1064nm激光在该结构中有效地提取了放大级能量.%According to the problem of low extraction efficiency in the amplified process of 1064nm laser, coaxial am-plification way is presented with Nd:YVO4 crystal. By using orientation rotation of linear polarization way,double-pass configuration is achieved with the gain medium of Nd:YVO4 crystal. Coaxial double-pass amplification of Nd:YVO4 crystal is realized, instead of off-axis way, which no more consideration of polarization state affecting extraction effi-ciency is needed in the process of amplification. At the frequency repetition of 100kHz,average output power of 36.9W is obtained in the acousto-optic regime,corresponding to the optical conversion efficiency of 44.5%. In prove of experi-ment,energy of amplified stage of this configuration is effectively extracted.

摘要： Aiming at improving laser beam quality in designing high power end-pumped Nd:YAG laser, thermal lensing effect is employed to achieve high beam quality in Nd:YAG laserin this paper by placing two more Nd∶YAG crystals with different doping concentrations in the resonator.Under action of pumping light, thermal lensing generated from the Nd∶YAG crystal is used to shape special distribution of pump beam and fundamental mode beam.Tighter overlapping of both beams results in higher efficiency of pump power and better beam quality of laser.Experimental results show special distribution of pump beam and fundamental mode beam can be shaped by thermal lensing effectively under different pump power.Two beams are matched closely at pump power of 200 W, and M2 is improved from 14.7 to 4.1.%在端面抽运固体激光器中,就如何改善在高抽运功率时输出激光的光束质量,提出一种激光器的设计方法.在激光器谐振腔中放入多根掺杂浓度不同的激光介质,利用激光介质内部产生的热透镜控制抽运光和基模振荡光的空间分布,并且最大限度地使抽运光的分布区和基模振荡光分布区重叠,实现抽运光与基模振荡光在空间上高度匹配,进而提高抽运光能量的利用效率和振荡光的光束质量.实验表明,在不同抽运功率下,抽运光和基模振荡光在晶体内部的光斑的空间分布可通过热透镜加以控制.在端面抽运功率200 W附近时,实现了抽运光与基模振荡光较高程度匹配,光束质量因子M2由14.7改善为4.1.

摘要： To measure accurately dynamic thermal focus length of laser crystal in solid state laser, a new and accurate method for measuring dynamic thermal focus length by means of the indicator light polarization converted was presented in the paper. A formula of dynamic thermal focus length was established based on imaging theory of geometrical optics. An indicator light was traveled through laser medium which possessed thermal lens effect round trips. The measuring beam was separated from the optical path by a method of polarization converted. Then, the measuring beam was detected by CCD camera. The experiment setup for measuring dynamic thermal focus length of laser crystal was put up and the dynamic thermal focus length of laser crystal end-pumped and side-pumped were measured respectively. The measuring error was analyzed at last. The result showed that the measuring error of dynamic thermal focus length is only 0.8 mm by means of the indicator light polarization conversion, and the error can completely meet the design requirements for laser cavity.%为了精确测量激光晶体的动态热焦距，提出了一种指示光偏振变换测量方法。基于几何光学成像理论，建立了热透镜动态热焦距的表达式。将准直的指示光往返两次通过具有热透镜效应的激光晶体，利用偏振变换的方法使测量光束有效的从光路中分离出来，采用CCD相机对被测光束进行探测。搭建了激光晶体的动态热焦距的实验测量装置，分别测量了端面泵浦和侧面泵浦两种工作状态激光晶体的动态热焦距，最后分析了实验测量的误差。结果表明：利用指示光偏振变换法测量激光晶体的热焦距，测量误差仅为0.8 mm，能够满足激光器谐振腔设计要求。

摘要： 对LD泵浦的掠入射板条放大器链系统激光介质的热效应进行研究.针对掠入射放大器结构建立了相应的热力学模型,对激光介质的温度场分布、热致波前畸变和热透镜效应进行了详细的理论分析.利用有限元分析软件COMSOL模拟了晶体内部的温度、应力及应变的分布情况,并进一步讨论了板条厚度、泵浦尺寸以及种子光入射角对光程差和热透镜造成的影响.结果表明,随着泵浦光斑尺寸和种子光入射角的增大,光程差变小,热透镜效应减弱;板条厚度对光程差和热透镜的影响较小.模拟计算结果对于预测板条热效应的强弱、热效应的补偿,以及放大器链结构参数的设计提供了依据.

摘要： 针对热容激光器的热透镜效应，给出了棒状钕玻璃热容激光器的热透镜公式表达式。理论上分析了热透镜焦距自平衡补偿方法的基本原理。在考虑了棒状钕玻璃热容激光器的具体特性的基础上，设计了一种简单的热透镜焦距自平衡补偿方法，使光抽运钕玻璃热容激光器在热透镜焦距变化情况下，可以使激光输出光斑大小稳定。为了解棒状热容激光器热透镜焦距的影响，利用自研的光栅型曲率传感器测量了热容激光器总的热透镜等效焦距的大小，结果表明热传导在抽运光发射完20s左右后才建立热平衡产生了明显的热透镜效应；随着抽运脉冲个数的增加，热透镜效应随之变大。

摘要： 在LD端面泵浦固体激光器中,泵浦光轴对称分布,晶体是柱状体,泵浦光轴正入射晶体轴心,晶体通过侧面冷却,其侧面温度一致,热耗、温度、折射率呈轴对称分布.建立了端面泵浦DPL实验装置.实验测出谐振腔外右侧z点处的光斑半径ω,算出输出镜即光腰处的光斑半径ω0,由ω0推算出谐振腔左端面处的光斑半径ω(L)及波振面半径R,R等效于热透镜的焦距.在相同泵浦条件下,晶体热透镜不改变,改变谐振腔的长度L,得出对应的ω(L)、R.对实验结果分析发现,等效热透镜应为非球面镜.

摘要： 用端面研磨法来弥补激光棒热透镜效应是一种传统的方法.在推导更为精确的激光棒端面研磨半径公式时,发现了激光棒的自消热透镜效应现象.把激光棒等效为梯度折射率棒,得到了新的热透镜焦距公式.从新的焦距公式出发,理论证明了激光棒自消热透镜效应现象,并详细分析了该效应产生的原因.

摘要： 本文介绍了光泵浦引起的固体激光器的热透镜效应的产生原理,讨论了热透镜效应下腔内高斯光束的变化以及对谐振腔的稳定性的影响.并通过实验分析了大功率LD泵浦Nd:YVO激光器热透镜效应对谐振腔稳定性的影响,对热透镜焦距的经验公式进行了修正.

摘要： 本文分析了作为放大器应用的高功率二极管泵浦模块Nd:YAG圆棒的热效应,包括热透镜效应和热致双折射所引起的退偏效应及其补偿方法.在光路中加入合适的负透镜可以对特定工作条件下激光棒的热透镜进行较好的补偿;使用两个增益和荧光分布等参数完全一致的泵浦模块作为放大级,在其间加入90°石英旋转片和4F像传递系统可以较好的补偿热致双折射所引起的退偏效应.并且对以上方法进行了实验验证,取得了良好的补偿效果,提高了泵浦模块的提取效率和激光输出功率.

摘要： 激光通过工作物质时所产生的热透镜以及应力双折射两种效应是高功率二极管泵浦激光器(DPL)的设计和优化过程中必需考虑的因素.讨论了采用有限差分光束传播法计算热透镜效应及结合材料的弹光系数矩阵计算应力双折射效应的一般方法,并具体针对长6cm、均匀泵浦的Nd:YAG棒,计算了这两种效应对光束的影响.结果表明,由于热透镜的聚焦效应,棒中心的光场振幅在通过棒后增大了6％,棒中心与边缘产生了20个波长的相位差;同时,应力引起的双折射造成了约30％的功率损失.

摘要： 半导体二级管泵浦固体激光器以其体积小,性能好,重量轻等特点得到广泛应用.侧面泵浦激光器容易获得大功率输出,但随着泵浦功率的增大,晶体热效应严重影响激光的输出.对于多向侧泵系统,热效应一般由实验测量,理论计算比较困难.一方面泵浦光功率空间表达式不象端面泵浦可以用一个简洁的表达式给出;另一方面决定热透镜的温度分布是个偏微分方程,直接给出热透镜的表达式比较困难.本文从数值计算出发,计算出不同泵浦功率下的热透镜,并用实验测量验证.

摘要： 本发明涉及红外检测及跟踪技术领域，更具体地，涉及一种菲涅尔透镜组及含有该菲涅尔透镜组的热释电红外人体姿态估计系统。一种菲涅尔透镜组，包含若干菲涅尔透镜块，所述菲涅尔透镜块呈人形分布，包含头部区域透镜块、躯干部区域透镜块、手部区域透镜块、腿部区域透镜块，对应采集人体头部、躯干部、手部、腿部的红外光。一种热释电红外人体姿态估计系统，含有所述的菲涅尔透镜组和热释电探测器。本发明通过改变菲涅尔透镜组内菲涅尔透镜块的布局以适应人体体型，提出一种针对人体运动姿态检测场景的人体姿态估计系统，提高系统的测量精度。

摘要： 特别适用于温度变化的环境，例如，投射电视机，包括自动热调焦的透镜装置(10)。透镜支架(28)由具有第一热膨胀系数的材料制备，并至少载有一个透镜(30，32，34)。调焦支架(14)与透镜支架(28)结合在一起，并由具有与第一热膨胀系数不同的第二热膨胀系数的材料制备。调节和锁定装置(40)将透镜支架(28)和调焦支架(14)结合在一起，并可以使透镜支架(28)相对于调焦支架(14)沿轴向调整位置，然后锁定在该位置上。在通过调节和锁定装置(40)固定好位置后，使用过程中，透镜支架(28)和调焦支架(14)的相对轴向位置自动变化，从而使透镜(30，32，34)对应用环境温度的变化做出相应的响应。

摘要： 本发明提供一种摄像用透镜，所述摄像用透镜具备：在基板上形成而调整光量的具有规定的开口的光圈；在基板上以使光圈露出的方式形成的无机或有机粘接层；以及具有固化性树脂制的透镜部的树脂部。树脂部直接接合于无机或有机粘接层及光圈。另外，形成了光圈的基板表面进行改性处理，以使水的接触角计为3°以上且30°以下的范围。

摘要： 本发明涉及红外检测及跟踪技术领域，更具体地，涉及一种菲涅尔透镜组及含有该菲涅尔透镜组的热释电红外人体姿态估计系统。一种菲涅尔透镜组，包含若干菲涅尔透镜块，所述菲涅尔透镜块呈人形分布，包含头部区域透镜块、躯干部区域透镜块、手部区域透镜块、腿部区域透镜块，对应采集人体头部、躯干部、手部、腿部的红外光。一种热释电红外人体姿态估计系统，含有所述的菲涅尔透镜组和热释电探测器。本发明通过改变菲涅尔透镜组内菲涅尔透镜块的布局以适应人体体型，提出一种针对人体运动姿态检测场景的人体姿态估计系统，提高系统的测量精度。

摘要： 提供一种菲涅尔透镜和具有该菲涅尔透镜的热释电传感器模块。所述菲涅尔透镜包括具有不同的折射率的多个单元透镜组，每个单元透镜组包括多个单元透镜。在同一单元透镜组的两个单元透镜之间，布置被包括在不同单元透镜组中的至少一个单元透镜。所述热释电传感器模块包括：会聚红外光的菲涅尔透镜；检测传感器，被设置为接收被会聚的红外光并检测所述红外光；信号处理板，检测传感器安装在信号处理板上，信号处理板被构造为控制检测传感器的输出信号。菲涅尔透镜包括具有不同的折射率的单元透镜组，并且每个单元透镜组包括单元透镜，在同一单元透镜组的两个单元透镜之间，布置被包括在不同的单元透镜组中的至少一个单元透镜。

摘要： 本发明涉及一柱面水透镜与空心集热管一体的集热装置及其集热方法，包括柱面水透镜(1)，用于将太阳光聚焦集中照射于空心集热管(3)空心集热管，用于接收柱面水透镜聚焦传递的光能，加热介质；支架(2)，用于调整空心集热管(3)和柱面水透镜(1)的偏转角度，以使太阳始终处于柱面水透镜中分面(11)上，也可调整空心集热管的倾斜角。本发明的优点是：人类解决能源环境问题的出路在太阳能，本发明在充分利用了太阳能方面进行了结构改进和创新，将光能高效的转化成热能，可用于发电或其他应用，其与反射式集热相比较的优势在于生产成本低，集热效率高，适于大面积推广。

摘要： 真空玻璃球太阳能普通集热器、聚光集热器及在球形透明层上制若干凸透镜用以聚集阳光的方法。

摘要： 本实用新型涉及太阳能集热设备领域，特别涉及透镜式太阳能发电集热装置及太阳能发电集热系统。透镜式太阳能发电集热装置包括支架，支架上设有集热管和用于将光线聚焦到集热管上的聚光透镜，支架上在聚光透镜和集热管间设有光伏组件，光伏组件活动装配在支架上，光伏组件的活动行程中能够自由调节分配经过聚光透镜投射至集热管和光伏组件上的光照量。在供热需求下降时，通过调节光伏组件的姿态和位置，减小投射至集热管上的光照量，增加投射至光伏组件上的光照量，提高了透镜式太阳能集热装置的光能利用率。

摘要： 晶体透镜自适应补偿热透镜激光谐振腔属于激光技术领域。现有技术除了采用一个短焦距透镜补偿热透镜效应外，还采取轴移调节一个腔镜的措施实现自适应补偿。在轴移调节过程中存在机械运动，严重影响系统稳定性。本发明是由电光晶体透镜与激光棒热透镜组成望远系统，电光晶体透镜置于电场中，温度传感器与激光棒热透镜接触，并与温度-电压调制电路相连，温度-电压调制电路还与电场电极相连。根据激光棒温度调制电光晶体透镜，实现自适应补偿热透镜。应用于固体激光器谐振腔中，改善光束质量，保证系统稳定性。

摘要： 晶体透镜自适应补偿热透镜激光谐振腔属于激光技术领域。现有技术除了采用一个短焦距透镜补偿热透镜效应外，还采取轴移调节一个腔镜的措施实现自适应补偿。在轴移调节过程中存在机械运动，严重影响系统稳定性。本发明是由电光晶体透镜与激光棒热透镜组成望远系统，电光晶体透镜置于电场中，温度传感器与激光棒热透镜接触，并与温度－电压调制电路相连，温度－电压调制电路还与电场电极相连。根据激光棒温度调制电光晶体透镜，实现自适应补偿热透镜。应用于固体激光器谐振腔中，改善光束质量，保证系统稳定性。