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高功率光学元件畸变波前位相均方根梯度计算 被引量：6
1
作者 陈源画 郑万国 +4 位作者 陈文静 贺少勃 粟敬钦 陈远斌 袁静 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第3期403-408,共6页
根据实际光学元件的畸变波前建立了畸变波前模型,分析了位相均方根梯度计算过程中,三种波前数据处理方式的各自特点及优劣,并得出最佳处理方式,即对波前边缘增添零采样点、加汉宁窗处理、傅里叶变换、低通滤波、傅里叶逆变换、乘上逆汉... 根据实际光学元件的畸变波前建立了畸变波前模型,分析了位相均方根梯度计算过程中,三种波前数据处理方式的各自特点及优劣,并得出最佳处理方式,即对波前边缘增添零采样点、加汉宁窗处理、傅里叶变换、低通滤波、傅里叶逆变换、乘上逆汉宁窗,最后截取原始长度的数据。讨论了畸变波前边缘增添零采样点的个数、波前口径、波前抽样间距与均方根误差之间的相互关系。计算证明,对于口径为300 mm×300 mm、抽样间隔为0.5 mm的随机波前,当取截止频率为33 mm-1、初始波前两边分别添14 个点即波前尺寸扩大7mm长时,其均方根误差最小,此时该值为0.008λ,恢复的波前最理想,计算所得的位相均方根梯度也最合理。 展开更多
关键词 畸变波前 均方根梯度 均方根误差 抽样间距
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哈特曼传感器对湍流畸变波前的泽尼克模式复原误差 被引量：12
2
作者 李新阳 姜文汉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期243-249,共7页
分析了应用哈特曼传感器测量大气湍流畸变波前时 ,哈特曼传感器的泽尼克模式复原误差与子孔径划分形式、泽尼克模式复原阶数等的关系 ,给出了科尔莫哥洛夫湍流下计算哈特曼传感器模式复原误差的公式。对比分析了 8× 8子孔径划分和 ... 分析了应用哈特曼传感器测量大气湍流畸变波前时 ,哈特曼传感器的泽尼克模式复原误差与子孔径划分形式、泽尼克模式复原阶数等的关系 ,给出了科尔莫哥洛夫湍流下计算哈特曼传感器模式复原误差的公式。对比分析了 8× 8子孔径划分和 32× 展开更多
关键词 哈特曼波前传感器 泽尼克模式波前复原 大气湍流 噪声 畸变波前 测量误差
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强激光畸变波前的高精度重构 被引量：2
3
作者 曾发 谭峭峰 +3 位作者 魏晓峰 向勇 严瑛白 金国藩 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期27-30,共4页
高精度的波前重构,是实现对强激光波前畸变进行有效补偿与控制,提高光束质量的重要前提。先利用三个较远的衍射面及输入面上的强度信息,重构出强激光波前的以均方根梯度来描述的低频成分;再利用两个较近的衍射面及输入面上的强度信息,... 高精度的波前重构,是实现对强激光波前畸变进行有效补偿与控制,提高光束质量的重要前提。先利用三个较远的衍射面及输入面上的强度信息,重构出强激光波前的以均方根梯度来描述的低频成分;再利用两个较近的衍射面及输入面上的强度信息,重构出强激光波前的以随机分布描述的中高频成分。当波前畸变的低频幅度小于或等于2λ,中高频幅度小于或等于0.15λ时,算法具有良好的收敛性能。 展开更多
关键词 强激光 畸变波前 迭代算法 波前重构
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大口径超薄镜面对畸变波前的补偿 被引量：1
4
作者 冯友君 张蓉竹 张彬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第1期93-97,共5页
针对低频波前对光束质量的影响,优化设计了一个口径为300mm、半径与厚度比为20的薄型光学镜面,被用来对低频随机畸变波前进行补偿,并详细分析了补偿前后的光束质量变化。结果表明:无论是低频随机相位空间尺度参数变化,还是低频相位振幅... 针对低频波前对光束质量的影响,优化设计了一个口径为300mm、半径与厚度比为20的薄型光学镜面,被用来对低频随机畸变波前进行补偿,并详细分析了补偿前后的光束质量变化。结果表明:无论是低频随机相位空间尺度参数变化,还是低频相位振幅参数发生改变,低频畸变经过补偿后,畸变波前明显变小,相位梯度在整个空间周期内都降低,远场强度的峰值增加,能量更集中,且能量集中度最高提高约50%。 展开更多
关键词 薄型镜面 畸变波前 镜面补偿 能量集中度 一维模型
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激光束低频畸变波前模型的计算模拟 被引量：25
5
作者 粟敬钦 魏晓峰 +3 位作者 马驰 袁静 高福华 郭永康 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第F11期163-166,共4页
在分析强激光束低频位相噪声特点的基础上 ,采用位相均方根梯度表征激光束的低频位相噪声并结合随机位相屏构建相应的畸变波前模型。通过模拟计算 ,给出低频位相噪声的均方根梯度与聚焦光斑尺寸的初步规律。
关键词 激光束 低频畸变波前模型 计算模拟 低频位相噪声 随机位相屏 均方根梯度 聚焦光斑尺寸 激光惯性约束聚变
全文增补中
基于AMASPGD算法的FSOC系统波前畸变校正及性能分析
6
作者 赵辉 于林仙 +2 位作者 秦玉林 付英印 李俊男 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第5期95-100,共6页
为了抑制相干自由空间光通信系统中大气湍流引起光信号波前失真的不利影响,提出了一种基于聚合动量(AM)和自适应矩边界(AdaMod)优化器的增强型随机并行梯度下降(SPGD)算法。仿真结果表明,该优化算法可以显著提高收敛速度和鲁棒性,并有... 为了抑制相干自由空间光通信系统中大气湍流引起光信号波前失真的不利影响,提出了一种基于聚合动量(AM)和自适应矩边界(AdaMod)优化器的增强型随机并行梯度下降(SPGD)算法。仿真结果表明,该优化算法可以显著提高收敛速度和鲁棒性,并有效降低波前畸变的峰谷值和均方根,从而更有效地抑制大气湍流对相干自由空间光通信(FSOC)系统混频效率和误码率的负面影响。 展开更多
关键词 自由空间光通信 聚合动量 大气湍流 随机并行梯度下降算法 波前畸变校正
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Nd:YAG薄片激光器热致波前畸变 被引量：14
7
作者 裴正平 唐淳 +2 位作者 涂波 姚震宇 蒋建锋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第10期1615-1618,共4页
理论分析了激光二极管端面泵浦薄片Nd:YAG激光器的激光介质热效应对波前相位分布的影响,给出了薄片激光器波前热畸变的计算公式。数值模拟了理想均匀泵浦及4阶超高斯泵浦下的波前分布,分析了介质厚度和泵浦均匀性与波前畸变量的关系。... 理论分析了激光二极管端面泵浦薄片Nd:YAG激光器的激光介质热效应对波前相位分布的影响,给出了薄片激光器波前热畸变的计算公式。数值模拟了理想均匀泵浦及4阶超高斯泵浦下的波前分布,分析了介质厚度和泵浦均匀性与波前畸变量的关系。研究表明,介质越薄,激光泵浦光均匀性越好,泵浦功率密度越小,激光波前畸变越小;与介质厚度、泵浦功率密度相比,泵浦光光强分布对波前的影响更为显著。 展开更多
关键词 薄片激光器 热效应 波前畸变 波前分布 光程差
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高功率二极管端泵浦板条模块波前畸变实验研究 被引量：7
8
作者 陈月健 王建东 +2 位作者 童立新 纪红 高清松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期822-826,共5页
二极管激光器阵列端泵浦Nd:YAG板条具有热效应低、波前畸变小的特点,温度场和应力场的不均匀是引起板条增益介质波前畸变的主要原因。对端泵浦传导冷却Nd:YAG板条增益模块的泵浦和冷却均匀性进行了优化设计,获得了板条激光增益模块静态... 二极管激光器阵列端泵浦Nd:YAG板条具有热效应低、波前畸变小的特点,温度场和应力场的不均匀是引起板条增益介质波前畸变的主要原因。对端泵浦传导冷却Nd:YAG板条增益模块的泵浦和冷却均匀性进行了优化设计,获得了板条激光增益模块静态波前畸变最大偏差(PV)值为0.22μm。该模块用于双通放大器实验装置中,测试了板条增益模块有无注入功率条件下的波前畸变,测得无注入功率波前畸变PV值为3.49μm,能量提取后波前畸变PV值为3.41μm。在注入功率3120W时,获得输出激光功率4660W,光束质量为3.88倍衍射极限,该模块光光效率为27%。 展开更多
关键词 板条 波前畸变 热效应 光束质量 端泵浦
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高功率激光装置中局部波前畸变的非线性传输 被引量：9
9
作者 刘红婕 景峰 +9 位作者 左言磊 魏晓峰 胡东霞 彭志涛 李强 周维 张昆 姜蕾 李志军 左明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期1850-1854,共5页
根据高功率激光装置中强激光束传输的特点，建立了描述光束通过光学元件时引入的局部波前畸变模型，并利用纹波传输的线性化处理方法，研究了带有局部波前畸变的高强度光束的传输规律。以一个连续的非增益激光介质为例，用该模型进行数... 根据高功率激光装置中强激光束传输的特点，建立了描述光束通过光学元件时引入的局部波前畸变模型，并利用纹波传输的线性化处理方法，研究了带有局部波前畸变的高强度光束的传输规律。以一个连续的非增益激光介质为例，用该模型进行数值模拟，给出了不同空间尺度的局部波前畸变的频谱分布、不同空间频率的纹波引起的振幅非线性增长曲线、不同B积分的非线性增益随光束传输距离的变化曲线．光束振幅非线性增益达到最大时光束的传输距离和标准传输距离不同时由局部波前畸变引入的振幅分布。研究表明为了防止光学元件损坏，应避免光学元件表面出现半径为0．5～2．0mm的局部瑕疵。 展开更多
关键词 局部波前畸变 非线性传输 B-T理论 光学元件 高功率激光装置
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板条增益介质波前畸变诊断方法 被引量：6
10
作者 雷翔 董理治 +4 位作者 杨平 晏虎 刘文劲 王帅 许冰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期1651-1655,共5页
对波前重构算法中的区域法进行了改进,使其能够应用于板条增益介质的波前畸变诊断。利用该方法对47块Nd:YAG板条增益介质沿厚度方向波前畸变进行测量,指出镀膜和加工等环节对增益介质的波前畸变可能造成的影响。按照波前畸变峰谷(PV)值... 对波前重构算法中的区域法进行了改进,使其能够应用于板条增益介质的波前畸变诊断。利用该方法对47块Nd:YAG板条增益介质沿厚度方向波前畸变进行测量,指出镀膜和加工等环节对增益介质的波前畸变可能造成的影响。按照波前畸变峰谷(PV)值对测量结果进行了统计,结果表明:增益介质造成的静态波前畸变参差不齐,测量样本中静态畸变PV值最多可达5μm以上,且仅有4.1%的增益介质静态畸变PV值小于1μm。通过选取某些增益介质使之级联,测量其组合波前畸变,发现在系统中使用两块波面互补的增益介质有助于减小系统的静态波前畸变。 展开更多
关键词 波前复原 区域法 板条增益介质 波前畸变
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大口径反射镜波前畸变控制技术 被引量：8
11
作者 陈晓娟 王美聪 +3 位作者 吴文凯 李恪宇 曹庭分 傅学农 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3325-3328,共4页
依据高功率固体激光装置对大口径反射镜附加波前畸变的严格要求,通过选择适合的结构形式、材料及连接方式和支撑位置设计了大口径反射镜支撑结构,并对其进行了优化分析计算和验证性试验。面形精度试验结果表明:装夹引入的附加波前畸变... 依据高功率固体激光装置对大口径反射镜附加波前畸变的严格要求,通过选择适合的结构形式、材料及连接方式和支撑位置设计了大口径反射镜支撑结构,并对其进行了优化分析计算和验证性试验。面形精度试验结果表明:装夹引入的附加波前畸变的峰谷值(PV值)约为150nm,小于λ/3(λ=632nm),结构满足设计指标要求。 展开更多
关键词 大口径反射镜 波前畸变 面形精度 结构设计
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多程放大系统光学元件静态波前畸变研究 被引量：7
12
作者 刘兰琴 景峰 +5 位作者 彭志涛 朱启华 程晓锋 蒋东镔 张清泉 刘红婕 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期241-244,共4页
　通过研究光学元件静态波前畸变对多程放大系统光传输的影响,给出了满足聚焦光斑要求的均方根梯度值以及光学元件加工误差的最大允容值。加工误差的峰谷值不超过λ/3、均方根值不超过0.079λ,相位梯度的峰谷值不超过0.033λ/cm、相位... 　通过研究光学元件静态波前畸变对多程放大系统光传输的影响,给出了满足聚焦光斑要求的均方根梯度值以及光学元件加工误差的最大允容值。加工误差的峰谷值不超过λ/3、均方根值不超过0.079λ,相位梯度的峰谷值不超过0.033λ/cm、相位梯度均方根不超过0.007λ/cm。通过光传输模拟程序校验了波前畸变的相干叠加和非相干叠加规律。 展开更多
关键词 多程放大系统 光学元件 静态波前畸变 相位RMS梯度 光束质量 聚焦光斑 激光系统
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基于液晶空间光调制器的波前畸变补偿研究 被引量：5
13
作者 李祥之 韩诚山 +3 位作者 文明 孙兆伟 赵庆磊 姜肖楠 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期187-191,共5页
针对液晶空间光调制器控制单元数多,直接进行波前相位畸变补偿时计算量大的问题,将控制输入与描述波前畸变的Zernike多项式系数形成映射,极大地减小了优化维数,有效地提高了计算效率。引入单纯形算法,通过使设计的性能指标达到最优,得... 针对液晶空间光调制器控制单元数多,直接进行波前相位畸变补偿时计算量大的问题,将控制输入与描述波前畸变的Zernike多项式系数形成映射,极大地减小了优化维数,有效地提高了计算效率。引入单纯形算法,通过使设计的性能指标达到最优,得到最佳的Zernike多项式,实现了精确的波前畸变补偿。针对传统的单纯形算法易收敛于局部极点,无法实现全局最优的特点,对单纯形算法进行了改进,仿真结果表明,改进后的算法可以通过强制初始化达到全局最优,同时分析了各种改进算法的特点,为实际应用提供了依据。 展开更多
关键词 自适应光学 波前畸变补偿 改进型单纯形算法 液晶空间光调制器
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组合变形镜对板条固体MOPA激光波前畸变校正（英文） 被引量：2
14
作者 向汝建 杜应磊 +3 位作者 徐宏来 李国会 吴晶 张凯 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第7期52-57,共6页
提出了一种利用组合变形镜校正板条MOPA固体激光器像差的方法,并通过实验验证其有效性。通过将一个11单元的一维变形镜和一个67单元的二维变形镜组合,有效降低了单个二维变形镜波前校正过程中驱动器间的电压差,从而提高了二维变形镜的... 提出了一种利用组合变形镜校正板条MOPA固体激光器像差的方法,并通过实验验证其有效性。通过将一个11单元的一维变形镜和一个67单元的二维变形镜组合,有效降低了单个二维变形镜波前校正过程中驱动器间的电压差,从而提高了二维变形镜的使用安全性,并在一定程度上改善了校正后波前畸变的空间分布,降低了波前畸变残差。实验结果表明,一维变形镜与二维变形镜的组合能高效地校正板条MOPA固体激光器的波前畸变,波前残差均方根值小于0.08μm,远场光束质量因子可达1.67。 展开更多
关键词 波前畸变 波前校正 自适应光学 组合变形镜
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用角锥棱镜阵列抑制低频波前畸变 被引量：2
15
作者 胡东霞 张小民 +3 位作者 景峰 朱启华 彭志涛 杨菁 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第11期1057-1060,共4页
　分析了角锥棱镜阵列"准"位相共轭特性的原理;采用模拟计算的方法,验证了角锥棱镜阵列对低频波前畸变的抑制作用,并研究了其单元数的优化,指出了该方法的局限性和有效应用范围。研究结果表明,采用该方法能有效地提高畸变激... 　分析了角锥棱镜阵列"准"位相共轭特性的原理;采用模拟计算的方法,验证了角锥棱镜阵列对低频波前畸变的抑制作用,并研究了其单元数的优化,指出了该方法的局限性和有效应用范围。研究结果表明,采用该方法能有效地提高畸变激光束的焦斑能量集中度,对于抑制双程同轴激光系统的大幅动态低频波前畸变具有现实的应用意义。 展开更多
关键词 波前畸变 焦斑能量集中度 角锥棱镜 位相共轭 溯源反射
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MEMS微变形反射镜校正波前静态畸变实验 被引量：2
16
作者 谭佐军 陈海清 +1 位作者 康竞然 张坤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期1070-1073,共4页
微变形反射镜(MEMS-DMs)是用于自适应光学中波前校正的重要元件。对微变形镜波前校正原理进行了分析,设计了基于自适应光学系统的测试系统,通过闭环控制技术成功地利用一种分离式MEMS-DMs校正了实验系统中位相板引入的波前畸变,实验结... 微变形反射镜(MEMS-DMs)是用于自适应光学中波前校正的重要元件。对微变形镜波前校正原理进行了分析,设计了基于自适应光学系统的测试系统,通过闭环控制技术成功地利用一种分离式MEMS-DMs校正了实验系统中位相板引入的波前畸变,实验结果显示离焦项Zernike系数相对最大,是造成整个波面畸变的最重要的原因。MEMS-DMs对低阶波前畸变校正较好,高阶波前畸变校正时残余误差比较大,增加控制电极数量可以更好地校正高阶模式的波前畸变。基于自适应光学系统的MEMS-DMs波前畸变校正实验系统,可以为今后全面优化设计微变形反射镜及其更适应自适应光学系统的需要提供实验数据与理论支持。 展开更多
关键词 自适应光学 微变形镜 Zemike多项式 波前畸变
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色分离光栅对输入波前畸变宽容度的研究 被引量：4
17
作者 高福华 曾阳素 +5 位作者 粟敬钦 高峰 蔡海涛 郭永康 魏晓峰 马驰 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第2期265-269,共5页
采用频域分段的方法 ,对强激光系统的波前畸变进行了理论分析 ;使用随机相位屏构建低频畸变波前模型 ,并提出采用迭代算法构建中高频畸变波前模型。使用构建的畸变波前模型作为输入 ,通过模拟计算 。
关键词 衍射光学元件 随即相位屏 功率谱密度 激光惯性约束聚变 ICF 色分离光栅 DOE 波前畸变 宽容度
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激光缩束系统波前畸变精度分析 被引量：3
18
作者 赵建科 李霞 +1 位作者 徐亮 段亚轩 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第1期79-83,共5页
对大科学工程激光参数系统中的激光缩束系统各项装调误差进行了分析,缩束系统中组合物镜系统和目镜系统离焦误差对于系统波前畸变影响最大,并对不同离焦量产生的波前畸变PV值进行了分析,得到缩束系统波前畸变的变化与系统物镜和目镜离... 对大科学工程激光参数系统中的激光缩束系统各项装调误差进行了分析,缩束系统中组合物镜系统和目镜系统离焦误差对于系统波前畸变影响最大,并对不同离焦量产生的波前畸变PV值进行了分析,得到缩束系统波前畸变的变化与系统物镜和目镜离焦量并非线性关系。采用大孔径长焦距平行光管、光纤激光器和哈特曼传感器组成激光波前测试系统对激光缩束系统的波前进行实时测量和验证,经过波前计算机辅助技术,使其技术参数达到了波前畸变PV值优于0.2λ(λ=1.053μm)的要求。 展开更多
关键词 激光参数测量 缩束系统 波前畸变 哈特曼传感器 光纤激光器
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星间光通信中局部波前畸变对捕获精度的影响 被引量：2
19
作者 杨玉强 谭立英 马晶 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期161-165,共5页
提出了一种针对反射式光学天线的简单椭圆高斯模型来描述局部波前畸变,研究了星间光通信中局部波前畸变对捕获精度的影响。理论分析和仿真结果表明:局部畸变半径、畸变深度以及畸变位置是影响捕获精度的主要因素;捕获偏差随着畸变半径... 提出了一种针对反射式光学天线的简单椭圆高斯模型来描述局部波前畸变,研究了星间光通信中局部波前畸变对捕获精度的影响。理论分析和仿真结果表明:局部畸变半径、畸变深度以及畸变位置是影响捕获精度的主要因素;捕获偏差随着畸变半径以及畸变中心相对于光束中心的距离的增大而增大;随局部畸变深度的增加呈周期性振荡衰减变化,且振荡周期和峰值对应的畸变深度不依赖于其它畸变参数。对口径为240 mm的反射式接收天线系统,当遮挡比为0.15时,局部畸变引起的捕获偏差近似可达0.5μrad。为了减小捕获偏差,所需的光学元件的加工精度应远高于0.25λ。 展开更多
关键词 激光通信 捕获偏差 椭圆高斯模型 波前畸变 ZERNIKE多项式
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波前畸变对相干合成效果的影响分析 被引量：1
20
作者 卢飞 叶一东 蒋茂华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第S01期128-132,共5页
激光光束的相干合成由于能显著地提高远场功率密度在高能激光研究领域备受关注。在高能激光束相干合成技术中,各子光束的波前畸变对相干合成效果的影响显著。基于八束激光环形排布的合成方式,模拟各子束光束质量的变化对合成束光束质量... 激光光束的相干合成由于能显著地提高远场功率密度在高能激光研究领域备受关注。在高能激光束相干合成技术中,各子光束的波前畸变对相干合成效果的影响显著。基于八束激光环形排布的合成方式,模拟各子束光束质量的变化对合成束光束质量的影响。结果表明,合成束的β值和BQ值随着子束波前RMS增大而增大,β值线性度较好;以光束BQ值为参考,要使相干合成对非相干合成占优势,则需保证子束波前畸变的RMS小于0.3λ。 展开更多
关键词 相干合成 波前畸变 光束质量 子束波前RMS
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