[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） sYd)r%%AU  
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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 U\(T<WX,  
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~) vz`bD1  
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简述案例 +H "j-:E@t  
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系统详情 #BhcW"@  
 光源 !Er)|YP  
- 强象散VIS激光二极管 #>O+!IH
 
 元件 nOq`Cwh9  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） KWH:tFL.  
- 具有高斯振幅调制的光阑 7o$S6Y;c4  
 探测器 #NQx(C  
- 光线可视化（3D显示） Wrs6t  
- 波前差探测 )m>Y[)8!  
- 场分布和相位计算 -H"^;37T"  
- 光束参数（M2值，发散角） =90)=Pxd  
 模拟/设计 sQ8kLS_q8  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 pRFlmg@/}  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： @hOT< Uo  
 分析和优化整形光束质量 Q =4~uz|  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 =4L
yE6  
JjnWv7W3$  
系统说明 bs?&;R.5  
J6g:.jsK!  
<L:}u!  
模拟和设计结果 eRB K= X  
K# BZ Jcb  
数值探测器结果 zC>zkFT>H  
E\*M4n\!  
A9ZK :i7  
.[S\&uRv  
fU^5Dl  
总结 @~`:sa+H  
(\CH;c
-@  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 betTAbF  
1.模拟 )*Rr5l /l  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 ?T_bjALW  
2.评估 Y(h(Z  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 Nuc2CB)J  
3.优化 l`?4O  
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。 z?.XVk-  
4.分析 -\V;Gw8mD  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 p9j2jb,qy  
Gu#wH  
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。 17yg ~  
QA# 7T3|  
详述案例 ZBXn&Gm  
V5S6?V\  
系统参数 NU.YL1  
zd?uMq;w  
案例的内容和目标 -'RD%_  
*2r(!fJP=^  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 # &Z1d(!  
oZ!+._9  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 JeU1r-i  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 r,cK#!<%  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 ;Wig${  
BaOPtBYA:  
模拟任务：反射光束整形设置 <gx"p#JbZ  
引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统，此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 wo_iCjmK  
s^ K:cz  
Z]=9=S| .4  
.oz(,$CS"  
1L<X+,]@  
q]OgT4ly  
规格：像散激光光束 G|)fZQ1nS  
%e1`wMa  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 0m'tPFQ|  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 7` IO mTk  
3Qu Ft~@@  
<<+Hs/ ]  
`g:bvIV5x>  
},vVc/  
XMm(D!6  
规格：柱形抛物面反射镜 w"A%@<V3Ec  
                         5c-'m?k  
 有抛物面曲率的圆柱镜 BnIZ+fg=  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 # 3gdT  
 曲率半径等于焦距的两倍 UjH+BC+9`b  
J3AS"+]  
2jH&@g$cl;  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） hdurT  
BH^8!7dkT  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 q=_tjg  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） bTc'E#  
 离轴角决定了截切区域 a~O](/+p;  

y jY}o  
规格：参数概述（12° x 46°光束） r+;AEN48  
N="H 06t  
   #{|
F2AM  
I>45xVA  
光束整形装置的光路图 mY/x|)MmM  
h/\/dp/tt  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 vAo|o*  
 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。 ]|)M /U *  
C_ (s  
反射光束整形系统的3D视图 )GF>]|CG  

LOlj8T8Z  
=YeI,KbA)  
cO/.(KBF  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 _-bEnF+/0  
 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）。 9$e6?<`(Y  
S9@)4|3C|p  
详述案例 s14;\  
L$s;tJ   
模拟和结果 hYv;*
]  
b5d;_-~d  
结果：3D系统光线扫描分析 pPtw(5bH  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 Kgu#Mi~  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 3hbUus  
lO5*n|Ic,  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd Acx
C$uh  
Z<n%~z^  
使用参数耦合来设置系统 +hKH\]  
8cv[|`<  
(S#nA:E  
自由参数： E
JZb3  
 反射镜1后y方向的光束半径 L(i0d[F  
 反射镜2后的光束半径 +5IC-=ZB  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） f1}b;JJTsv  
 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。 Yeb-u+23  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 |_
`wC  
M8iI e:{ c  
30nR2mB Kt  
ejI nJ  
o5|P5h  
3QO*1P@q  
o"./  
自由参数： QR]61v:`  
 反射镜1后y方向的光束半径 ~q05xy8  
 反射镜2后的光束半径 VA0p1AD  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） @I,:(<6  
 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。 (L7@ez  

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