利用振動光纖減弱激光散斑及其相關(guān)問題的研究的開題報告摘要激光散斑問題一直是激光功率及成像質(zhì)量提高中的一個關(guān)鍵問題。其中，激光光纖系統(tǒng)中傳輸?shù)墓馐驗槔w芯直徑較小，容易發(fā)生下列問題：1.光束近似為一個圓形傳輸方便，但光束的衍射角卻很大，因此在傳輸距離較長的情況下易出現(xiàn)光束擴散的現(xiàn)象；2.由于光纖內(nèi)部存在晶格缺陷，光在光纖內(nèi)部傳播時，不同模的光束相互干擾，導(dǎo)致束徑退化，此種退化在光強不均時會更加嚴重。針對上述問題，提出一種利用振動光纖的方法來減弱激光散斑現(xiàn)象的方案。本文將重點研究激光散斑問題在光纖系統(tǒng)中的應(yīng)用，并提出一種利用振動光纖來減弱散斑現(xiàn)象的方案。文章的具體結(jié)構(gòu)分為三部分，分別是：問題闡述、方案設(shè)計及實驗研究。其中，問題闡述部分將詳述激光散斑問題及其現(xiàn)象的原理和特點，方案設(shè)計部分將提出利用振動光纖減弱激光散斑的具體實現(xiàn)方法，實驗研究部分將在實驗室中驗證所提出的方法的有效性及可行性。關(guān)鍵詞：激光散斑；振動光纖；衍射；策略設(shè)計；實驗研究第一部分：問題闡述1.1問題背景激光散斑問題是光學(xué)成像領(lǐng)域中一個廣泛關(guān)注的問題。在高功率激光器及光纖傳輸系統(tǒng)中，激光束所受的熱效應(yīng)和雜質(zhì)等因素會導(dǎo)致激光散斑現(xiàn)象的出現(xiàn)。散斑現(xiàn)象嚴重影響了光信號的傳輸效率和成像質(zhì)量，并且常常被視為激光針對遠距離光纖傳輸?shù)臋?quán)衡因素之一。1.2散斑現(xiàn)象的原理和特點散斑現(xiàn)象一般是指光束在經(jīng)過光學(xué)元件、過去通道輸送等過程中發(fā)生的不可控擴散現(xiàn)象。其原因是光束在穿過物體表面時，由于存在微不足道的表面波，導(dǎo)致光的強度相互干擾，從而產(chǎn)生了不規(guī)則的干涉和衍射，使得光波呈現(xiàn)出非規(guī)則形狀，從而在偏離光軸的角度上出現(xiàn)衍射環(huán)的現(xiàn)象，形成散斑現(xiàn)象。1.3激光散斑問題的挑戰(zhàn)和難點激光散斑問題是目前激光器和光纖傳輸系統(tǒng)中面臨的一個挑戰(zhàn)和難點。激光束的直徑較小，易于受到各種難以控制的干擾因素的影響。對于大采樣率的成像、光譜成像等應(yīng)用而言，精確定位和獲得高分辨率圖像則是非常關(guān)鍵的問題。第二部分：方案設(shè)計2.1振動光纖的原理振動光纖具有非常獨特的結(jié)構(gòu)和屬性，其功能主要是破壞光波的傳播方式，從而影響光波的傳輸介質(zhì)及其性質(zhì)。其原理是利用振動光纖的結(jié)構(gòu)特性，在固定的時間及距離內(nèi)，使得光波不同模態(tài)之間的相對配對變得非常模糊，從而使得不同模態(tài)之間的干擾要比應(yīng)用固態(tài)光學(xué)元件要小得多。2.2利用振動光纖減弱激光散斑的方案設(shè)計本文所提方案的主要依據(jù)安裝在光纖末端的振動元件對激光光束所做的改變。由于振動光纖結(jié)構(gòu)的特殊之處，振動光纖所謂的“振動”主要是指發(fā)生在光纖內(nèi)部的微小位移，而這種位置變化是平面波中的晶格扭曲所致，而不是單個光束的反射或折射。因此，在實際應(yīng)用中，應(yīng)用振動光纖減小激光散斑問題的主要方法是通過對光纖體本身的設(shè)計和加工，使振動元件、包含的其他設(shè)備和周圍環(huán)境之間產(chǎn)生的位移和變形最小。這樣，就能通過預(yù)先確定的加工方法來改變或減少激光光束中的散斑現(xiàn)象。第三部分：實驗研究本文將利用實驗室中的振動光纖設(shè)備，通過不同振幅、不同振動頻率，以及振動狀況不同等條件的設(shè)置，來探究振動光纖在減弱激光散斑方面的應(yīng)用效果。通過實驗數(shù)據(jù)的收集和分析，確定最優(yōu)的振動參數(shù)，為將實驗結(jié)果推廣應(yīng)用于實際生產(chǎn)提供依據(jù)。結(jié)論綜合本文的研究結(jié)果可得到，利用振動光纖對激光散斑進行減弱的方案，在光學(xué)測量、成像