[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） D9+qT<ojN  
y[b8rv  
二极管激光光束使用无色散离轴反射装置进行准直和整形 icb)JZ1K  
z|Y54o3  
;a?<7LIx  
CU|E-XPW  
简述案例 6Amt75RY  
CR$wzjP j  
系统详情 "6d0j)YO  
 光源 >5t! Xt  
- 强象散VIS激光二极管 l>;hQh  
 元件
J$6WUz:?  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） ,P9F*;Dj  
- 具有高斯振幅调制的光阑 4bk`i*-O  
 探测器 *)RKU),3nL  
- 光线可视化（3D显示） [)
V~U?  
- 波前差探测 NFTv4$5d  
- 场分布和相位计算 @aQ:3/  
- 光束参数（M2值，发散角） Q\4tzb]  
 模拟/设计 {dxFd-K3  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 1'/ [x(/]d  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： iZG-ca  
 分析和优化整形光束质量 ~Eg]Auk7  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 bse`Xfg  
T^4 dHG-(  
系统说明 dU9;sx  
S$
{%T$>  
n#6{K6}k~  
模拟和设计结果 GTLS0l)  
Movm1*&=  
数值探测器结果 X|\`\[  
]$drBk86bh  
I/w;4!+)  
AZ(zM.y!#_  
:#g.%&  
总结 T
z)Ku  
GeJ}myD O  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 <P#BQt f  
1.模拟 sgOau\E  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 m}z6Bbis0  
2.评估 ~R[ k^i.Y  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 Y$>NsgQn6  
3.优化 9}QIqH\p  
利用一个具有高斯形状孔径函数的光阑和经典场追迹引擎来优化M2参数。 +IS6l*_y>6  
4.分析 cD]H~D}M  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 (nO2+@!  
{Fwvuk  
对于复杂的光束整形装置，特别是离轴系统，可以使用VirtualLab来进行高效的模拟和分析。模拟过程中，根据情况应用不同的模拟引擎。 se.HA  
'o)Y!VYnJF  
详述案例  el2Wk@*  
)y8M
yb}  
系统参数 d:hnb)I$*  
`xx.,;S  
案例的内容和目标 wb9(aS4  
&wlD`0
v  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 07Yak<+~  
'yVe&5?  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 *` mxv0w~(  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 3UXZ|
!-  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 3Iqvc v  
r^6@Zwox]  
模拟任务：反射光束整形设置 3ibQbk  
引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统，此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 Xps \+l%i  
d-b<_k{p  
5/Qu5/  
K6-)l isf  
"8%$,rG1&  
`Njvk  
规格：像散激光光束 sSfP.R  
7vXP|8j  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 J-/w{T8:  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 C$0u-Nx8  
H ~3.F  
L{VnsY V  
vv&< 7[  
mxZ+r#|di  
omg#[  
规格：柱形抛物面反射镜 lusUmFm'*  
                         Q3%]  
 有抛物面曲率的圆柱镜 E[#VWM I  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 V'#R1x"3  
 曲率半径等于焦距的两倍 mS[``$Z\!  
Wu* 4r0  
fZpi+I  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） g%T
okl  
Mi#i 3y(  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 tl /i  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） OvQzMXU^I  
 离轴角决定了截切区域 lx4pTw1  
0?oL zw&  
规格：参数概述（12° x 46°光束） @5wc 3y  
)NhC+=N  
   im9w|P5  
LZ_0=Xx%  
光束整形装置的光路图 D
qo#+_v  
ROn@tW  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 C_>XtcU  
 因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点，那么到反射镜2的距离z必须是负的。 ;^bfLSWm{  
;v\s7y  
反射光束整形系统的3D视图 IV!`~\@  
EPn!6W5^  
CR23$<FC  
l0^cdl-  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 z/"*-+j  
 绿线表示生成的光轴，由VirtualLab的基础定位方法生成（仅仅设置了距离z和倾角）。 -5  
/0qbRk i  
详述案例
FS=yc.Q_  
T5|kO:CbHq  
模拟和结果 , @UO
j=  
'ux!:b"  
结果：3D系统光线扫描分析 $.C-
_L  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 (_4DZMf  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 _p4]\LA  
Lu6g`O:['  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd Cp/f18zO  
Uc:NW   
使用参数耦合来设置系统 ~IW{^u  
O<Q8%Az  
b4dviYI  
自由参数： 8Yk*$RR9  
 反射镜1后y方向的光束半径 .B<Bqr@?8  
 反射镜2后的光束半径 UJh;Hp:  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） pD({"A.x9z  
 由于功能原理，所有系统参数（距离，焦距，直径）可以由光束参数分析计算。 I ?Dp*u*  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 L$3lsu!4n  
+'c+X^_  
@kh<b<a4  
fWq*Op.]c  
9h6Oq(0b8  
-_Z4)"k  
{aUTTEu  
自由参数： 2kDY+AN;  
 反射镜1后y方向的光束半径 9o5D3 d K  
 反射镜2后的光束半径 -!_8>r;Q4  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） =3(Auchl$Y  
 基于光束发散角和直径（x和y方向）焦点，可以计算并设置反射镜的直径和距离z。 `K
5*Fjx  

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