基于磁光介质的低功率激光强磁场作用特性研究
随着激光核聚变、X射线激光等新兴学科的迅速发展，世界上很多学者开始研究激光的吸收机制、激光诱导等离子体、磁光成像等。然而，对于激光聚束性能的研究一般都停留在激光器的结构改进、辅助光学器件的构成等方面。目前很多新兴的激光技术领域，包括激光测量、激光制造、航空航天、船舶制造等，对于高聚束激光的要求已经异常迫切，激光聚束方法的研究将直接决定激光切割、激光焊接的精度，以及激光测量的应用范畴。本课题以国家自然科学基金为依托，提出了基于磁光介质的低功率激光强磁场作用特性研究，研究了强磁场对线偏振光偏振状态和低功率激光束传播特性的影响，分析了线偏振光旋转角，激光光斑重心坐标、光斑面积、功率受强磁场的影响。主要成果和结论如下： 1）设计了磁光作用特性试验平台，包括激光器的位置调节，约束磁腔的磁场强度控制，激光传播特性参数测量传感器的集成。其中，创新性地设计了永磁约束磁腔，可有效调节内部磁感应强度。 2）开发了磁光作用测控系统，实现了测量模块的软件控制、光斑重心坐标的实时采集与显示、光斑图像处理与面积计算、试验报告的自动生成、试验数据的存储等功能。 3）在电磁、永磁偏振激光作用特性试验中，研究了电磁约束磁腔的通电电流、永磁约束磁腔的磁腔直径、磁光介质的几何参数，对线偏振光旋转角的影响。测得电磁场中旋转角的范围为0.2~25.5度，永磁场中旋转角的范围为13.6~142.6度。测得电磁约束磁腔磁感应强度的调节范围为0~0.1299T，永磁约束磁腔磁感应强度的调节范围为0.2277~0.8243T。 4）在电磁、永磁聚束激光作用特性试验中，研究了电磁约束磁腔的通电电流、磁腔直径和永磁约束磁腔的磁腔直径、串联磁极组数对低功率激光束传播特性参数的影响。在电磁聚束激光作用特性试验中，磁场引起激光传播特性参数发生变化的规律性不明显，针对此结果进行了具体的分析，给出了可能的影响因素。在永磁聚束激光作用特性试验中，发现磁感应强度从0.4563T增加到0.8243T时，激光光斑面积发生了细微的减小，激光功率有了微弱的增强。
磁光效应;低功率激光束;线偏振光;约束磁腔;激光传播特性参数
南京航空航天大学
硕士
机械电子工程
陆永华
2017
中文
TL632.1
95
2018-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）