基于空間光調制器的光場調控技術

目錄
前言
第1章 概述 1
1.1 光場調控的意義 1
1.2 光場調控對激光加工的影響 1
1.3 超快激光加工中需要的光場調控技術 3
參考文獻 5
第2章 空間光調制器特性分析 7
2.1 空間光調制器的結構 7
2.2 相位調制原理 8
2.2.1 動態(tài)散射效應 9
2.2.2 電控雙折射效應 9
2.2.3 相變效應 10
2.3 液晶空間光調制器相位誤差 11
2.3.1 像素間串擾誤差 13
2.3.2 空間非均勻相位誤差 13
2.3.3 時域波動誤差 13
2.4 基于澤尼克多項式的波像差校正 13
參考文獻 15
第3章 利用空間光調制器模擬光學器件 16
3.1 透鏡 16
3.2 一維光柵 17
3.2.1 二元光柵 17
3.2.2 閃耀光柵 19
3.2.3 正弦光柵 22
3.3 二維光柵 23
3.3.1 等占空比的正交光柵 23
3.3.2 占空比變化的正交光柵 32
3.3.3 棋盤光柵 40
3.4 軸錐鏡 42
3.4.1 用CGH模擬正軸錐鏡 43
3.4.2 用CGH模擬負軸錐鏡 46
3.4.3 軸錐鏡模擬結果分析 47
3.4.4 用空間光調制器模擬負軸錐鏡 49
3.5 菲涅耳鏡 50
3.6 數(shù)字復用透鏡 51
參考文獻 53
第4章 軸向光強調控技術 55
4.1 零階貝塞爾光束的基本性質 55
4.2 軸錐鏡生成貝塞爾光束軸向光強分布理論分析 57
4.2.1 平行光入射軸錐鏡生成貝塞爾光束 57
4.2.2 高斯光入射軸錐鏡生成貝塞爾光束 60
4.3 *面軸錐鏡對軸向光強的調控分析 61
4.3.1 *面透鏡調控軸向光強原理 61
4.3.2 振幅透過率函數(shù)理論 62
4.3.3 非直線軸錐鏡的實驗結果分析 65
4.4 基于高次*面的軸向光強調控方法 68
4.4.1 理論分析 68
4.4.2 仿真結果 71
4.4.3 實驗設計與實驗裝置 76
4.4.4 實驗結果與分析 76
4.5 角度偏轉控制方法 78
4.5.1 理論分析 78
4.5.2 仿真結果 83
4.5.3 實驗設計與實驗裝置 85
4.5.4 實驗結果與分析 85
4.6 貝塞爾陣列控制方法 87
4.6.1 貝塞爾陣列生成 87
4.6.2 貝塞爾陣列數(shù)值仿真 94
4.6.3 貝塞爾陣列實驗 98
4.6.4 多貝塞爾軸向光強的進一步調控 101
4.7 高階貝塞爾光束的調控方法 102
4.7.1 高階貝塞爾光束的特性 103
4.7.2 螺旋相位板和軸錐鏡組合 105
4.7.3 螺旋相位和錐面相位疊加 106
參考文獻 108
第5章 空間多焦點調控技術 110
5.1 常用多焦點的調控方法 110
5.1.1 GL算法 110
5.1.2 GS算法 111
5.1.3 GSW算法 113
5.1.4 算法的優(yōu)化及存在的理論問題 114
5.2 基于圖像反饋的二維多焦點調控方法 115
5.2.1 基于圖像反饋的二維多焦點調控原理 115
5.2.2 多光束數(shù)量實驗 117
5.3 三維空間多焦點調控方法 122
5.3.1 基于圖像反饋的3D-GS算法原理 122
5.3.2 空間三維多焦點調控實驗 126
5.4 焦線與多焦點共光路設計 132
5.5 多焦點球差校正 133
參考文獻 135
第6章 光束整形方法 137
6.1 光束整形方法概述 137
6.1.1 折射整形方法 138
6.1.2 衍射整形方法 139
6.1.3 光束整形方法總結 142
6.2 光束整形質量評價指標 142
6.3 幾何穩(wěn)相法光束整形 143
6.3.1 幾何穩(wěn)相法光束整形原理 143
6.3.2 幾何穩(wěn)相法求解調制相位 144
6.3.3 編碼相位全息圖 147
6.3.4 仿真模擬 148
6.3.5 影響幾何穩(wěn)相法光束整形質量的因素分析 151
6.4 光柵掩膜法光束整形 153
6.4.1 光柵掩膜法光束整形原理 153
6.4.2 整形光束的成像范圍 156
6.4.3 高質量整形光束的動態(tài)轉換 157
6.4.4 不同光柵對整形光束質量的影響 159
6.5 組合光柵掩膜法光束整形 161
6.5.1 組合光柵掩膜法實驗分析 161
6.5.2 外部光柵的影響 162
6.5.3 內部光柵的影響 164
6.5.4 實驗結果與分析 166
6.6 不同方法整形質量的比較 169
6.6.1 幾何穩(wěn)相法和組合光柵掩膜法整形結果 169
6.6.2 幾何穩(wěn)相法和組合光柵掩膜法與傳統(tǒng)光束整形方法對比 170
參考文獻 172
第7章 光束偏振態(tài)控制方法 176
7.1 光束偏振態(tài)的基本理論 176
7.1.1 理論分析 176
7.1.2 光束的四種偏振態(tài) 177
7.1.3 基于空間光調制器的光束偏振態(tài)控制方法 178
7.2 不同偏振態(tài)在飛秒激光柔性電路板打孔的實驗分析 185
7.2.1 柔性電路板單脈沖飛秒激光損傷閾值實驗結果與分析 187
7.2.2 不同偏振光能量對孔徑大小的影響 188
7.2.3 不同偏振光對燒蝕程度的影響 189
7.2.4 不同偏振光對圓度的影響 190
7.2.5 偏振光加工實例分析 191
7.3 超連續(xù)光譜產(chǎn)生的條件及理論分析 192
7.3.1 自相位調制原理 192
7.3.2 超連續(xù)光譜產(chǎn)生理論 193
7.3.3 實驗設計與實驗裝置 194
7.3.4 實驗結果與分析 194
7.4 不同偏振態(tài)對成絲加工的影響 197
7.4.1 飛秒激光成絲理論 197
7.4.2 實驗設計與實驗裝置 199
7.4.3 實驗結果與分析 200
參考文獻 200
第8章 自加速光場調控技術 203
8.1 自加速光場原理 203
8.2 相位全息圖位置對艾里光束的影響 205
8.2.1 相位全息圖水平方向移動對艾里光束的影響 206
8.2.2 相位全息圖豎直方向移動對艾里光束的影響 208
8.3 相位全息圖偏轉角對艾里光束的影響 210
8.4 光強可控艾里光束的實現(xiàn)方法 212
參考文獻 214
第9章 多截面成像方法 217
9.1 多截面成像原理 217
9.2 高時間分辨的多截面顯微成像 221
9.3 高時間分辨多界面成像實驗 224
9.3.1 多平面同時成像實驗1 224
9.3.2 多平面同時成像實驗2 226
9.4 多截面全息成像控制方法 229
9.4.1 全息圖制作方法 229
9.4.2 基于層的全息圖制作方法 229
9.5 基于加權優(yōu)化的多截面成像方法 230
9.5.1 基于角譜法的多截面成像算法 230
9.5.2 基于加權優(yōu)化的多截面成像算法 231
9.5.3 成像質量評價 232
9.6 多截面全息成像實驗研究 234
參考文獻 236
第10章 二維碼并行加工 238
10.1 二維碼的特征分析 239
10.1.1 DM二維碼 239
10.1.2 QR二維碼 240
10.2 二維碼激光加工評價與分區(qū)方式 240
10.2.1 二維碼激光加工評價 240
10.2.2 二維碼激光加工分區(qū) 242
10.3 DM碼激光并行加工 244
10.3.1 圓點直徑對識讀時間的影響 244
10.3.2 灰度等級對識讀時間的影響 246
10.3.3 DM碼加工實驗 247
10.4 QR碼參數(shù)對識別率的影響分析 248
10.4.1 加工填充率對識別率的影響 248
10.4.2 對比度對識別率的影響 249
10.4.3 實驗結果與分析 250
參考文獻 252