激光远场聚焦特性实验研究

为使发射光束以会聚形式传播,进行了室外450 m和300 m激光聚焦实验。将扩束准直后的光束通过伽利略望远系统,采用精密位移台调整负透镜与正透镜间距,实现不同距离的光斑聚焦。然后用功率计测量450 m焦点处的功率均值为47.67 mW,标准偏差0.67 mW。并利用光束质量分析仪测量聚焦光斑的能量分布。进而采用Matlab中EDGE函数以及Sobel算子进行边界提取,同时进行中值滤波和53H法滤波,最后得到在给定边界提取阈值下的光斑直径为5.56 mm,标准偏差为0.24 mm;光斑中心漂移0.56 mm,占光斑直径10.43%。实验测量聚焦光斑能量损失严重,初步分析为3个因素:受限孔径衍射、激光传输衰减、像差引起光斑弥散。其中衍射和像差引起的衰减占主导,如果进行系统优化设计,可使这两项影响降至最小,通过初步实验研究,为后期进行系统设计提供数据参考。