书书书
第
35
卷
中
国
激
光
激光器与激光技术
2008
年
3
月
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专
刊
文章编号
:
02587025
(
2008
)
Su
pp
lement012504
应用于准分子激光波面整形的二元光学元件的设计
刘
勋
陈
涛
左铁钏
(北京工业大学激光工程研究院国家产学研激光技术中心,北京
100022
)
摘要
设计了一种应用于
KrF
准分子 激 光 波 面 整 形 的 二 元 光 学 元 件 (
BOE
),实 现了 将 波 面 整 形 变 换 为 巴 特 沃 斯
(
Butternorth
)分布。采用盖师贝格 撒克 斯 通 (
Gerchber
g
Saxton
,
GS
)算 法 实 现 优 化 设 计,使 用
MATLAB
软 件 模
拟入射和出射光场。通过对比迭代次数分别为
10
、
100
和
1000
次的模拟结果,研究盖师贝格 撒克斯通算法中迭代
次数对整形效果的影响。模拟出迭代次数为
10
6
次的整形结果,并且 得 到二元 光 学元件 的 相位分 布。模 拟 结果表
明
,出射光场呈巴特沃斯分布,实现了波面整形,矩形光斑 能 量占总 能 量的
75.62%
,能 量 的 利 用 率 较 高,其 均匀 性
的均方根(
RMS
)误差为
0.1394%
。
关键词
激光技术;准分子激光;波面整形;巴特沃斯分布;盖师贝格 撒克斯通算法
中图分类号
TN248
文献标识码
A
基金项目:国家自然科学基金重点项目(
50335050
)和北京市属市管高等学校人才强教计划资助课题。
作者简介:刘
勋(
1982-
),男,北京人,硕士研究生,主要从事激光微加工光学系统的设计、激光微加工试 验 与新方 法 等
方面的研究。
Email
:
s200513002
@
emails.b
jp
u.edu.cn
导师简介:左铁钏(
1941-
),女,辽宁人,教 授,博 士 生 导 师,主 要从 事特 种 材 料 的 激 光 加 工、激 光 加 工 的 理 论、技 术 与 系
统、激光微技术等方面的研究。
Email
:
ncltzuo
@
b
j
ut.edu.cn
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1
引
言
二元光学元件(
BOE
)在实现光波变换上具有许
多显著的
、传统光学不具备的功能,在理论上可以获
得任何设定光波 波 面,具有很 高 的衍射 效 率。 二元
光学元件与传统的光学 元 件结合,可 使 系统更 为 简
洁
,并能矫正系统像差等。
准分子激光 器 发 出 波 长 为
351
~
193nm
的 紫
外光脉冲,是一种适 用于微 加 工的紫 外 波段的 短 波
长强光源
,单光子能量高,在微机械加工、医学、光通
信中具有 重 要 应 用。 但 由 于 准 分 子 激 光 固 有 的 特
性,其光束质量较低,属 于 多模高 斯 光束,光 束 能量
具有不均匀性,从而其应用受到极大制约。近年来,
关于准分子激光波 面整形 和 光束能 量 均匀化 方 面,
人们进行了大量的理论和实验研究
[
1
~
3
]
。
本文利用
MATLAB
软件,采 用盖师 贝 格 撒克
斯通
(
Gerhber
g
Saxton
,
GS
)算法,设计用于波面整形
的二元光学元件,实现光波振幅分布近似为巴特沃斯
(
Butternorth
)分布(近矩形分布),并进行仿真模拟。