[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） G@.TE7a2Z  
NZ{)&ObBRt  
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 d9qA\ [  
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gm39  
)(4.7>  
uT\|jv,  
简述案例 \vKKq/f  
~4T:v_Q7g  
系统详情 CC,f*I  
 光源 f+WN=-F\  
- 强象散VIS激光二极管 r2h{#2  
 元件 vV
(?A  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） YA?46[:  
- 具有高斯振幅调制的光阑 Oh&k{DWE$  
 探测器 P5$L(x%~  
- 光线可视化（3D显示） !0}SZ  
- 波前差探测 8lNkY`P7s  
- 场分布和相位计算 Hv3<gyD  
- 光束参数（M2值，发散角） 1
xf Pe#  
 模拟/设计 _MmSi4]yd  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 )iU@P7W=  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： ]c
KxYX)J  
 分析和优化整形光束质量 Ra!Br6  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 G
\PFh&  
.)Wqo7/Gx  
系统说明 *)8!~Hs  
8Ry%HV9VE  
'0jjoZ:  
模拟和设计结果 3$~oQC  
H1
fKe=$1  
数值探测器结果 CGp7 Tx#  
I@M3u/7  
T {![a{  
mne?r3d  
kGkfLY6B  
总结 z,f  
1SwKd*aRR?  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 a3wk#mH  
1.模拟 JtbwY@R  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 ^sP-6 ^  
2.评估 cH7Gb|,M  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 YqEB%Y~N+  
3.优化 2 {I(A2  
利用一个具有高斯形状孔径函数的光阑和经典场追迹引擎来优化M2参数。 8-_\Q2vG  
4.分析 LJ{P93aq`^  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 "<Q,|
Md  
#Aver]e
K  
对于复杂的光束整形装置，特别是离轴系统，可以使用VirtualLab来进行高效的模拟和分析。模拟过程中，根据情况应用不同的模拟引擎。 P2t9RCH  
<l`xP)] X  
详述案例 {Y6;/".DM  
i2yE-sgF  
系统参数 VZ1u/O?
ub  
T
4e-QEH  
案例的内容和目标 g~v>{F+u  
1${rQ9FIF  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 j` 5K7~hv  
'<!T'l:R:/  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。
M\!z='Fi  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 gc[BP>tl\  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 _q1b3)`D  
~/R bYvyA  
模拟任务：反射光束整形设置 p3
W-*lE  
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。 C8bBOC(  
1R"?X'w  
T:|PSJc0  
]N4?*S*jd)  
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M  
}}q_QD_  
规格：像散激光光束 S uo  
i!7|YAu  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 YacLYo#  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 "b `R_gG9  
AD0pmD  
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M\L^ Wf9  
zv>7;E
n3  
g7g^iLU  
规格：柱形抛物面反射镜 5LVzT1j|  
                         (;T g1$  
 有抛物面曲率的圆柱镜 Sf"]enwB  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 oRZ--1oR_  
 曲率半径等于焦距的两倍 ;cfmMt!QWJ  
}Q#3\z
5  

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$U(1B  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） 3?Tk[m1b  
?_BK(kL_  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 Jd-u?  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型）  X0&[cyP!  
 离轴角决定了截切区域 P;DGs]PF  
 WgayH  
规格：参数概述（12° x 46°光束） "qxu9Hg!  
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#  
   #57D10j  
0hoi=W6AQ  
光束整形装置的光路图 J<27w3bs~p  
$`'Xb  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 M.h8Kr!.  
 因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点，那么到反射镜2的距离z必须是负的。 (N/KP+J$n  
]O 8hkGa  
反射光束整形系统的3D视图 -V'h>K  
9TZ4ffXV*  
v#`7,::  
K'u66%wAL  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 Ow f:Kife  
 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）。 ? ht;ZP  
SO8b~N  
详述案例 I]vCra  
JoIh2PD  
模拟和结果 Y2
QX9RN  
j _p|>f<}  
结果：3D系统光线扫描分析 ,o68xfdZVW  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 5 4vDP9  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 T(4OPiKu  
4pG!m&4]ze  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd BELx
aV,  
o@j)clf  
使用参数耦合来设置系统 YIZ+BVa  
C[IY9s:Pf  
]aqg{XdGt  
自由参数： f>kW\uC  
 反射镜1后y方向的光束半径 t IO 'ky  
 反射镜2后的光束半径 ]^c]*O[8  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） 7%F8  
 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。 Im<(  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 rQM$lJ[x  
=*Ru2  
86HK4sES  
^Z`?mNq9  
Qk h}=3u  
zM+eb| >cr  
$Q'S8TU  
自由参数： *p=a-s5-  
 反射镜1后y方向的光束半径 lJ$j[Y  
 反射镜2后的光束半径 Ks_B%d  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） ux=0N]lc  
 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。 T2p;#)dP  

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