飞行光学导光系统中的空气热透镜效应

研究了激光加工用大功率CO2激光束在飞行光学导光系统中传输所产生的空气热透镜效应。 实验发现当飞行光学导光系统中的空气静止时将产生空气热透镜效应, 而充以一定压力的压缩空气却可以消除空气热透镜效应。 实验表明无热透镜效应时, 光束遵循高斯光束传输规律, 而有热透镜效应时, 光束偏离高斯光束的传输规律, 并影响到激光束聚焦焦点的大小和位置。 另外通过激光空气热透镜效应的非线性模型计算了热透镜效应所引起的光束传输相对高斯光束的偏离量, 理论计算和实验测量相吻合。 在此基础上提出了热透镜效应引起光束传输虚束腰和赝束腰的概念, 并指出应采用虚束腰来推导光束的传输与聚焦特性。