[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） kGD_w  
z>PVv)X  
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 @6UtnX'd  
vX:}tir[  
h~>1-T8  
`N\ ^JAGW  
简述案例 P}4&J ^  
EL~$7 J  
系统详情 ZxvH1q
x8  
 光源 l\Ozy  
- 强象散VIS激光二极管 "VZ1LVI  
 元件 5e7YM@ng  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） /V,xSK9.&  
- 具有高斯振幅调制的光阑 ?TA7i b_  
 探测器 5Od%Jh
tt  
- 光线可视化（3D显示） Xmr}$<<=  
- 波前差探测 4o#]hB';ni  
- 场分布和相位计算 +JErc)
%  
- 光束参数（M2值，发散角） Q:q0C  +T  
 模拟/设计 ?"@Fq2xgB4  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 _UVpQ5pN  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： _9>,9aL  
 分析和优化整形光束质量 ExG(*[l  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 OQumAj  
=RWTjTZ   
系统说明 kQ>2W5o-d-  
v_zt$bf{Y  
eC5*Q=ai,  
模拟和设计结果 (m3hD)!+y  
F?6kkLS/  
数值探测器结果 Lip#uuuXXN  
"=a3"/u  
_&l8^MD  
0~U0s3  
Z 7@'I0;A  
总结 
2_pF#M9  
xCZ_x$bk  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 44e]sT.B  
1.模拟 ,g?ny<#o  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 =G}a%)?As\  
2.评估 qlcd[Y*B  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 })OS2F  
3.优化 yepRJ%mp  
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。 mW{;$@PLF"  
4.分析 Q+1ot,R  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 *z[vp2 TN  
bkJ bnW=  
对于复杂的光束整形装置，特别是离轴系统，可以使用VirtualLab来进行高效的模拟和分析。模拟过程中，根据情况应用不同的模拟引擎。 0se%|Z|8  
K
#A&  
详述案例 P'VHga  
&m--}  
系统参数 g/C 7wc  
3X(^`lAf)  
案例的内容和目标
]L~z9)  
6Y2,fW8i,  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。  Z`*V9  
u[qy1M0  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 #)S}z+I  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 d_ =K (}eR  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 7Q/H+)  
#m|el@)  
模拟任务：反射光束整形设置 oI-Fr0!  
引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统，此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 2- L-=0  
|6d:k~p  
++~ G\T9H  
p+P@I7V  
XF: wsC  
%# uw8V  
规格：像散激光光束 aKMX-?%t4  
~"S5KroN  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 +_:p8, 5o  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 ?e-rwaW  
*?Eu{J){7%  
cPIyD?c  
L\ysy2E0  
KeyKLkg>  
.:H'9QJg  
规格：柱形抛物面反射镜 O#igH  
                         [%>*P~6nK  
 有抛物面曲率的圆柱镜 5S? "<+J'  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 !& c%!*  
 曲率半径等于焦距的两倍 CH+%q+I  
zpT{!V  
>kAJS??  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） 6iQqOAG  
l&Q@+xb>  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 {$N\@q@v~  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） NTJ,U2  
 离轴角决定了截切区域 {;bec%pq0  
r;f\^hVy  
规格：参数概述（12° x 46°光束） kk126?V]_  
IF>v -Z  
   @uC
-dXA"  
w8o?wx*  
光束整形装置的光路图 zX=%BL?  
[9?
]|4  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 Iy5W/QK6  
 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。 Ypm*or  
JBQ>"X^  
反射光束整形系统的3D视图 Wm8BhO  
WV}
pE~  
w;
VUP@Wm  
fR.raI4et  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 *y"|/_ *  
 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）。 qyyLU@hd  
0wBr_b!  
详述案例 p38s&\-kEN  
T5~Qfl?Y  
模拟和结果 -'W:P'BG  
hQSJt[8My  
结果：3D系统光线扫描分析 TuM
ZHB7h;  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 XSZjuQ<[3  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 uJ*|SSN~  
w*SFQ_6YE  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd \@2sI  
Vfw +m1sS  
使用参数耦合来设置系统 0g#?'sD  
/?j^Qu  
>fR#U"KPAB  
自由参数： 0@f7`D  
 反射镜1后y方向的光束半径 "2"*3R<Y  
 反射镜2后的光束半径 @7PE&3  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） /|e"0
;{  
 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。 Q~*3Z4)j  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 CvTgtZ '  
I(WND/&  
A%M&{S'+|X  
qpc
2;3*7  
P3XP=
G`E  
~w%Z Bp  
PzTTL=G +  
自由参数： [laX~(ND{  
 反射镜1后y方向的光束半径 13{"sY:PT#  
 反射镜2后的光束半径 ;lWy?53=@  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） T{K+1SPy4  
 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。 ;v+CQx  

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