用于高斯光束匀化整形的微透镜阵列技术研究
摘要
设计了一种基于柱面微透镜阵列的光束匀化整形系统，该系统中两对正交放置的柱面微透镜阵列分别对高斯圆形光束的水平方向和竖直方形进行匀化和整形，可实现光强近似为平顶分布、光斑尺寸与形状均可调的方形光束输出。基于矩阵光学和傅里叶光学理论分析光线传输方式并建立了光场传输模型；利用Zemax软件对微透镜阵列结构参数进行优化设计，子透镜的孔径为500 μm，焦距为5.4 mm。搭建实验系统进行进一步研究，结果显示：随着入射高斯光束尺寸增加，匀化后的光斑的均匀性增加，光斑边缘的锐利度减弱；当入射光斑直径为8 mm时，通过控制正交柱面微透镜之间的距离，成功获得了光束长宽比可调（如65 mm×65 mm、100 mm×100 mm、100 mm×130 mm和130 mm×130 mm）的光斑；随着匀化后光束传输距离的增加，光斑的尺寸增加，均匀性变化不大。该系统通过可在水平和竖直两方向匀化光束的分立式结构设计实现了尺寸可调的均匀方形光斑，为获得特定尺寸的方形光斑提供了一种新思路，并且该系统在空间尺度上具有灵活性和通用性，可以更好地满足科研和生产需求。
引用本文（GB/T 7714）
郑雅杰 Zheng Yajie, 卞奇 Bian Qi, 王晨 Wang Chen, 等. 用于高斯光束匀化整形的微透镜阵列技术研究[J]. Chinese Journal of Lasers, 2025.
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