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    [技术]反射光束整形系统 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-11
    光束传输系统(BDS.0005 v1.0) VjGtEIew  
    0=I:VGC3  
    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 $zD}hO9  
     IA{I|g<  
    >Ni<itze$i  
    B`/p[U5  
    简述案例
    bFwc>  
    %Kc2n9W  
    系统详情 ZuVes?&j  
    光源 Xw]L'+V=  
    - 强象散VIS激光二极管 H-'~c \)  
     元件 .!yw@kg  
    - 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜) yGX"1Fb?;x  
    - 具有高斯振幅调制的光阑 FWl'='5L  
     探测器 RJ~I?{yR0[  
    - 光线可视化(3D显示) [.LbX`K:  
    - 波前差探测 qIg^R@  
    - 场分布和相位计算 'J(B{B7|  
    - 光束参数(M2值,发散角) U9%#(T$  
     模拟/设计 HWxwG'EEY,  
    - 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算 5|Hz$oU  
    - 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing): $^louas&  
     分析和优化整形光束质量 ^gd[UC-"w  
     元件方向的蒙特卡洛公差分析 Yxd&hr  
    /><+[\q4LM  
    系统说明 V^E.9fs,  
    p}9bZKyf  
    \%$z!]S>  
    模拟和设计结果 HRF;qR9v  
    Av"^uevfs  
    ~"8)9&  
    场(强度)分布                                   优化后
    数值探测器结果 _S3qPPo3l]  
    cUK9EOPe  
    )Y 9JP@}T  
    W=ar&O~}n  
    ).uR@j  
    总结 yVl?gGgh  
    ~|.vz!A  
    实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 1Aw/-FxJ  
    1.模拟 VmTPE5d  
    使用光线追迹验证反射光束整形装置。 PHv0^l]B  
    2.评估 1k?k{Ri  
    应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 -$+`v<[r  
    3.优化 3PgiV%]  
    利用一个具有高斯形状孔径函数的光阑和经典场追迹引擎来优化M2参数。 0 V3`rK  
    4.分析 =#K$b *#  
    通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。  g1B[RSWv  
    N_eZz#);  
    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。 KL4vr|i,  
    z[bS soK`  
    详述案例 Jrm 9,7/  
    ^L +@oS  
    系统参数 kCVA~ %d7  
    g}Esj"7  
    案例的内容和目标 d/!R;,^  
    ncCgc5uP  
    在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。 x9s1AzM{  
    LJ+Qe%|  
    :qL1jnR^  
     目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 - }2AXP2q  
     之后,研究并优化整形光束的质量。 b$k|D)_|  
     另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 ( S=RFd  
    <Zn -P  
    模拟任务:反射光束整形设置 M^3pJ=;5  
    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。 U f <hzP  
    Q{"QpVY8  
    :UDT! 5FNO  
    %jnSJjcq  
    `am]&0g^+(  
    <C6*-j1oz  
    规格:像散激光光束 L] ce13K  
    rj> _L  
     由激光二极管发出的强像散高斯光束 Z[pMlg6Z  
     忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 OPP^n-iPr  
    8,m3]Lg  
    ic]b"ItD  
    (@"5:M  
    ]31UA>/TI  
    _)6N&u8  
    规格:柱形抛物面反射镜
    D<:J6W7]  
                             `7mRUDz  
     有抛物面曲率的圆柱镜 klwNeGF]N  
     应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 Sp>v`{F  
     曲率半径等于焦距的两倍 N +M^e`H  
    eK=<a<tx  
    \8e27#PJR  
    规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型) MrGq{,6C  
    ~qP_1() ?  
     对称抛物面镜区域用于光束的准直 {Z^  G]@  
     从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型) C~:@ETcbil  
     离轴角决定了截切区域 jQIb :\0#  
    xG|T_|?  
      
    规格:参数概述(12° x 46°光束) 7Fd`M To  
    !CO1I-yL  
       b!J%s   
    Z2cumx(  
    光束整形装置的光路图 |{en) {:  
    mtunD;_Dek  
    mIy|]e`SJ  
     由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。 Tb@r@j:V  
     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。 ^}PG*h|  
    t6JM%  
    反射光束整形系统的3D视图 CfMCc:8mL  
    7u|X . X  
    >ukn<  
    :psP|7%|  
    光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 i3[%]_eP.  
     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)。 D{)K00mm  
    P56B~M_  
    详述案例 :U!@  
    5zf bI  
    模拟和结果 a(Fx1`}  
    6#SUfK;  
    结果:3D系统光线扫描分析 !Yi2g -(  
     首先,应用光线追迹研究光通过光学系统 :kb2v1{\  
     使用光线追迹系统分析仪进行分析。 .%x%b6EI  
    <Mq vGXI  
    file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd ,^K}_z\9f  
    4J9VdEKk  
    使用参数耦合来设置系统 (Q4hm]<  
    L)qDtXd4  
    vv FH (W  
    自由参数: 9z9\pXFQ  
     反射镜1后y方向的光束半径 aB*'DDlx"r  
     反射镜2后的光束半径 nd4Z5=X  
     视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) *+|,rcI  
     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。 ;.'\8!j  
     对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。 :Q-QY)hH  
    ;rqW?':(i  
    FMNT0  
    4A {6)<e  
    y:Ne}S*ncE  
    N}\%r&KR=  
    f'WRszrF  
    自由参数: p-o8Ctc?V  
     反射镜1后y方向的光束半径 KKcajN  
     反射镜2后的光束半径 \0,8?S  
     视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) Hq;*T3E  
     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。 &)ED||r,  
     
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