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准分子激光的能量利用率成为制约其在加工领域进一步发展的重要因素.为了解决这一问题开展了用于准分子激光汇聚的新型拉锥光学元件的研究与设计.通过对拉锥石英管外部轮廓的提取和模拟,结合拉锥过程中熔融区的变化规律,得到拉锥区域的曲线函数,通过与大量拉锥石英玻璃管的外部轮廓数据进行对比修正,最终得到拉锥形状函数.基于形状函数模拟元件实际形状,通过对光束的追迹以及损耗的计算,模拟光束的实际损耗和光斑形状.最后基于模拟结果的函数曲线制作拉锥光学元件.准分子激光通过该光学系统后可于出光口得到一个内环直径为100 μm的圆形光斑,光能的利用率在80％左右,解决了准分子激光光斑形状不规则和能量分布不均匀的问题.
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