高斯光束非球面整形系统整形特性研究

使用非球面透镜对高斯光束整形的方法已经非常成熟,可以根据入射光参数设计出特定的非球面整形镜。但在使用入射光束束腰以3 mm设计的非球面整形镜时发现,非球面整形镜不只适用于设计时的入射参数,在入射光束直径和发散角不同时,整形镜后均会有一个平顶分布最佳的整形位置,该位置随着入射光束直径的增大而远离整形镜,随着发散角的增大而靠近整形镜。为了探究最佳整形位置上整形结果的差异,利用控制变量法进行实验,发现入射光束直径和发散角对该位置上平顶分布的平坦因子没有明显变化,但是光束均匀性和边缘陡度会有最佳值,存在最佳入射参数。为了得到最佳整形位置与入射光束直径和发散角的关系,利用响应曲面法成功建立数学模型,当已知某入射位置处的光束直径和发散角时,可以快速得到最佳整形位置。