激光空间合束主镜优化设计与分析

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	激光空间合束主镜优化设计与分析
	汤伟 ; 刘立生; 刘扬 ; 邵俊峰; 郭劲
	2020-06-15
Source Publication	中国光学
Volume	13 Issue:03 Pages:442-450
Abstract	本文对激光空间合束主镜进行优化设计与分析,以抑制强激光空间合束系统主镜热畸变,提高主镜面形精度。首先,对比分析了选择不同材料作为主镜基底的优缺点,从理论上初步确定了主镜材料、镜体厚度、支撑方式和轻量化结构形式;然后,利用有限元方法对空间合束主镜进行了热畸变分析,并结合热畸变结果对镜体结构形式进行拓扑优化设计;最后,对主镜进行重力、环境适应性和基频分析,验证设计的合理性。分析结果表明:6光合束主镜在单束10 kW激光辐照下,随着辐照时间的增加,镜面温升值和P-V值逐渐增大;辐照3 min后初设计主镜表面温度达83.4℃,P-V值为155 nm,受镜体结构影响,辐照区内热畸变值不一致,差值约占镜面P-V值的1/6;为改善热畸变的不一致性,提高镜体强度,对主镜进行拓扑优化设计,优化后主镜轻量化达54.5%,辐照区热畸变一致性好,镜面热畸变量减小了近1/3;不同俯仰姿态下,主镜重力变形值基本相同,不足10 nm;环境温度的改变会引起主镜的镜面畸变和平移,稳态温差值越大,主镜面形P-V值和镜面平移量越大;模态分析显示主镜基频满足系统要求。本文研究结果将对激光空间合束系统的设计提供依据。
Keyword	大功率激光空间合束主镜激光热畸变轻量化设计
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Document Type	期刊论文
Identifier	http://ir.ciomp.ac.cn/handle/181722/64143
Collection	中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
Affiliation	1.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 2.激光与物质相互作用国家重点实验室
Recommended Citation GB/T 7714	汤伟,刘立生,刘扬,等. 激光空间合束主镜优化设计与分析[J]. 中国光学,2020,13(03):442-450.
APA	汤伟,刘立生,刘扬,邵俊峰,&郭劲.(2020).激光空间合束主镜优化设计与分析.中国光学,13(03),442-450.
MLA	汤伟,et al."激光空间合束主镜优化设计与分析".中国光学 13.03(2020):442-450.

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