摘要
近年来，随着激光技术不断地发展，激光越来越多的应用在工业加工、信息传输等领域中，但由于激光器本身结构会对激光器所输出的激光光束质量产生影响，并且激光器输出的激光光束一般为特定的高斯光强分布，这些原因使激光器输出的激光光束在实际运用中存在一定的局限性。因此在实际应用的过程中常常需要对激光器输出的激光光束进行整形，以达到提高光束质量或者改变激光光束光强分布的目的。本论文应用电磁驱动式变形镜对激光光束整形进行了研究。将遗传算法应用于激光光束光强分布整形的研究中。运用算法求得最优的相位屏对激光光束光强分布进行整形。通过具体的实验对算法所求得的相位屏在实际应用中的作用效果进行分析。利用变形镜进行了将高斯光束整形为超高斯光束、平顶光束以及空心光束的实验。本文主要对以下内容进行了研究： 1.从激光光束衍射理论出发，对激光光束整形的方法进行分析，建立基于变形镜的激光光束整形系统的数学模型。通过对遗传算法原理、算法结构以及运算步骤进行了研究分析。并对泽尼克多项式进行相关的研究分析，在此基础上，根据相关的实验验证以及实际出发，提出了结合泽尼克多项式模式系数的遗传算法。并对其进行数值模拟，模拟计算了超高斯光束、平顶光束、空心光光束的整形，并对计算结果进行分析。 2.对基于变形镜的光束整形技术进行分析研究，并运用Hartmann-Shack波前传感器对由激光器输出的激光光束进行光束质量分析。通过变形镜代替相位屏对基于变形镜的激光光束光强分布整形实验光路进行设计，建立了基于变形镜的激光光束光强分布整形实验系统，并对结合泽尼克多项式的遗传算法进行实验验证。 3.将结合泽尼克多项式的遗传算法求得变形镜处所需的相位屏转化为变形镜各单元的电压参数，对变形镜进行控制，实现了超高斯光束、平顶光束以及空心光束的整形，并利用光束质量分析仪对整形后的激光光束的光强分布进行分析。运用结合泽尼克多项式的遗传算法对激光光束整形所需的相位屏进行求解，实现了运用变形镜对激光光束质量进行提高的目的，并可以根据需求对激光光束光强分布进行整形。
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