高斯激光束整形为能量均匀分布的矩形光束的方法及应用

摘要

本发明提供利用多项式面型透镜系统将高斯激光束整形为能量均匀分布矩形光束的方法及应用，所述方法包括以下步骤：S1，根据能量守恒定律建立输入面上高斯光束与输出面上能量均匀分布矩形光斑的能量对应关系；S2，获取输入面与输出面光束映射函数关系；S3，选取透镜的多项式面型方程，基于输入面与输出面光束映射函数关系，利用光学设计软件优化多项式面型方程系数，使输入面高斯光束通过多项式面型透镜系统后整形为输出面能量均匀分布的矩形光斑。通过本发明的方法可以获得能量均匀分布的矩形激光光斑，同时可将本发明的方法应用到需要利用矩形均匀激光光斑的实验和研究，例如需要正方形均匀激光光斑的激光脉冲喷丸强化与成型的研究和工业化生产。

主权项

利用多项式面型透镜系统将标准高斯激光束以及非标准高斯激光束整形为能量均匀分布的矩形光束的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，根据能量守恒定律建立输入面上高斯光束与输出面上能量均匀分布矩形光斑的能量对应关系；S2，根据输入面上高斯光束与输出面上能量均匀分布矩形光斑的能量对应关系，获取输入面与输出面光束映射函数关系；S3，选取透镜的多项式面型方程，基于输入面与输出面光束映射函数关系，利用光学设计软件优化多项式面型方程系数，使输入面高斯光束通过多项式面型透镜系统后整形为输出面能量均匀分布的矩形光斑；对于标准高斯光束，在步骤S3中，所述多项式面型方程为：z＝C+γ₁x²+γ₂x⁴+γ₃x⁶...γ_nx²ⁿ+γ_n+1y²+γ_n+2y⁴+γ_n+3y⁶...γ_n+my^2m，其中，x，y为透镜面型坐标，C，γ₁，γ₂，γ₃，γ_n，γ_n+1，γ_n+2，γ_n+3，γ_n+m是面型方程系数，n，m为正整数。