大功率激光作用下光学系统轴向焦移仿真

摘要：

在大功率的光学切割系统中,激光经过光学系统聚焦会产生热量,造成光学系统元件发生热形变和折射率的改变,从而导致镜片焦距发生改变,影响加工效果.利用COMSOL软件对光学系统进行多物理场模型建模,仿真得到连续激光和准连续激光作用下的镜面形变量和折射率改变情况,将镜片受热后数据导入ZEMAX中进行光束追迹,仿真计算出光学系统焦点的轴向偏移量.功率越大,焦点偏移量越大;脉宽越大,焦点偏移量越小;重复频率越高,焦点偏离量越小.最后通过引入对流系数对焦点偏移进行补偿,同时改变对流系数可以控制焦点的位置.该研究解决了大功率激光加工过程中的轴向焦点偏移量测量难的问题,为大功率激光切割设备的焦点控制提供理论依据.

关键词：激光光学、大功率激光、焦点位移、COMSOL、光束追迹、焦移补偿

所属期刊栏目：58

分类号：TN249(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家重点研发计划;吉林省科技发展计划

在线出版日期：2021-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：314-320