[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） s[3![ "^Y  
w53z*l>ek  
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 HkdN=q  
f2 ydL/M,  

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简述案例 <AMb!?Obh  
QJ#u[hsMFp  
系统详情 "7kgez#Y  
 光源 my ;  
- 强象散VIS激光二极管 \D,M2vC~G  
 元件 Ht|",1yr+  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） #
vj#! 1  
- 具有高斯振幅调制的光阑 [,<\RviI  
 探测器 Km)X_}|  
- 光线可视化（3D显示） ovd^,?ib  
- 波前差探测 lf%b0na?r  
- 场分布和相位计算 -9OMn}w/*  
- 光束参数（M2值，发散角） k,,!P""  
 模拟/设计 K85_>C%g  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 d7"U WY^  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： F0&~ ?2nG  
 分析和优化整形光束质量 G{kj}>kS_  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 L1hD}J'$4  
{*QvC g?  
系统说明 J>=1dCK  
+/y{^}b/  
pi`;I*f/  
模拟和设计结果
Y*@|My`  
e0f":Vct  
数值探测器结果 ,b<9?PM  
h/I@_?k+  
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Ia=_78MgZ  
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总结 NW{y%Z  
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X,=p  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 P*pbwV#|  
1.模拟 LthGZ|>  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 )xB$LJM8  
2.评估 LZ~2=Y< U(  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 nVxq72o@  
3.优化 `Kh]x9Z  
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。 .Y!;xB/  
4.分析 4|nQ=bIau  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 }0QN[$H!  
q*L ]  
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。 !\CG,Ek  
3brb*gI_b  
详述案例 G%a] j  
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系统参数 $+Vmw
d;  
}6).|^]\'  
案例的内容和目标 eSl]8BX_  
7p^@;@V  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 \e<mSR  
'WK;$XQ  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 B&?fM~J  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 vYDSu.C@a  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 R|iEv
t  
m}98bw  
模拟任务：反射光束整形设置 "K,bH  
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。 bFg*l$`5  
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& g:%*>7P  
aqF+zPKs6  
6/| 0+G^  
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规格：像散激光光束 20aZI2sk`  
n@ 4@,  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 ^]6M["d/p  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 RU0i#suiz  
Uo2+:p  
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JDoH  
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U;g S[8,p  
OkpwhkPL5  
规格：柱形抛物面反射镜 p%F8'2)}  
                         7rcA[)<'  
 有抛物面曲率的圆柱镜 # :#M{1I  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 b6"}"bG  
 曲率半径等于焦距的两倍 }taLk@T  
zG#wu   
I5qM.@%zB  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） bhD ~4Rz  
ca(U!T68  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 (ss3A9tG  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） }B0sC%cm  
 离轴角决定了截切区域 D+sQPymI  
~.Cv DJy  
规格：参数概述（12° x 46°光束） w9f _b3  
O2.'-  
   q\Rq!7(  
BX[~%iE  
光束整形装置的光路图 WuM C^  
56DoO'  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 Z~p!C/B  
 因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点，那么到反射镜2的距离z必须是负的。 Fu7M0X'p  
+~Tu0?{Z 0  
反射光束整形系统的3D视图 nIn2 *r  
Hz@h0+h  
:g2  }C  
x7dEo%j  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 sWHyL(C@  
 绿线表示生成的光轴，由VirtualLab的基础定位方法生成（仅仅设置了距离z和倾角）。 qsI^oBD"  
p|3b/plZ  
详述案例 h?Nek+1'  
9 |
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o  
模拟和结果 T#EFXHPr  
r\2vl8X~  
结果：3D系统光线扫描分析 "uKFOV?j&  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 @g-G =Ba  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 2-dh;[
4  
>2b`\Q*<  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd xJc$NV-JzK  
c.%.\al8oW  
使用参数耦合来设置系统 icgJ;Q 5  
aD9q^EoEs  
^m!_2_q  
自由参数： j6S"UwJjp  
 反射镜1后y方向的光束半径 WOX}Sw"  
 反射镜2后的光束半径 =']3(6*  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） `Ye8 Q5v"]  
 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_3hK  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 %}3qR~;  
Kqg!,Sn|  
[AS}
RV  
8Pmdk1 ~  
]~0}=,H$N  
!'G
~k+  
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自由参数： g/~XCC^F?  
 反射镜1后y方向的光束半径 6N~q`;p0  
 反射镜2后的光束半径 f>polxB%N  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） S6xgiem  
 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。 ?o*I9[Z)  

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