[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） 99"[b  
*fi;ZUPW3  
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 V.ji _vX  
!?o$-+a|  
kt{C7qpD  
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简述案例 rEyz|k:  
6_<s=nTX  
系统详情 1N9<d,  
 光源 ]1d,O^S  
- 强象散VIS激光二极管 LkGf|yd_  
 元件 Tz[?gF.Do  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） q^1aPz  
- 具有高斯振幅调制的光阑 0[:9 Hb6  
 探测器 q{cp|#m#G  
- 光线可视化（3D显示） 4r[pMJiq  
- 波前差探测 MJ*]fC3/  
- 场分布和相位计算 g&+Y{*Gp  
- 光束参数（M2值，发散角） 5m^Hi}S_  
 模拟/设计 M6
]0Y@@>  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 ~sU?"V  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： /Y[o=Uyl  
 分析和优化整形光束质量 j\'+wVyo  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 W 9Vz[  
LR3`=Z9  
系统说明 X#DL/#z k  

-/UXd4S  
#_?TIY:h  
模拟和设计结果 [.;%\>Qk<  
"65||[=
8  
数值探测器结果 /e|[SITe  
SgpZ;\_  
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Qq T/1^imS  
e)HhnN@  
总结 O[IR|  
1xO!w+J#  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 G;C8Kde  
1.模拟 CYtjY~  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 xN`r4  
2.评估 Dc.n-ipv$  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 d$fvg8^  
3.优化 ?aFr8i:)M  
利用一个具有高斯形状孔径函数的光阑和经典场追迹引擎来优化M2参数。 dUoWo3r=  
4.分析 SqXy;S@  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 UU iNR  
d&[iEU  
对于复杂的光束整形装置，特别是离轴系统，可以使用VirtualLab来进行高效的模拟和分析。模拟过程中，根据情况应用不同的模拟引擎。 .!yWF?T8  
E3S%s  
详述案例 -(\1r2 Y  
&so-O90  
系统参数 #)^^_  
.4Qb5I2#  
案例的内容和目标 .[T'yc:=  
`]`=]*d  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 EI1W .V>@  
5/B#)gm  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 9ZDVy7m\i-  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 & u$(NbK  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 Hp btj  
ePp[m zg6  
模拟任务：反射光束整形设置 c ]>DI&$;J  
引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统，此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 X"h%tsuw  
k"">2#V  
XC|*A$x,  
Dv<wge`  
w4\BD&7V  
X=v~^8M7%  
规格：像散激光光束 t< sp%zXZ  
tm(v~L%$>]  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 ?gLR<d_  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 }@Xh xZu  
SQ}S4r  
/~40rXH2C
 
pw@`}cM=  
[6AHaOhR'  
8r,9OM  
规格：柱形抛物面反射镜 `-VG ?J  
                         i<%m Iq1L  
 有抛物面曲率的圆柱镜 L-#e?Y}$J
 
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 oJ^C]E  
 曲率半径等于焦距的两倍 q75ky1^1:  
r0>q%eM8  
'KH lrmnr  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） cZqfz  

R7lYu\mA  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 M~uMY+>   
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） :-z&Y492  
 离轴角决定了截切区域 >-!r9"8@  
Q4
RpK(N  
规格：参数概述（12° x 46°光束） 70_}S*T  
@B?FE\  
   vX ?aB!nkw  
elu=9d];@  
光束整形装置的光路图  Nj+a2[  
W3)\co  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 iC\%_5/_  
 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。 eNtf#Rqym  
z) :ka"e  
反射光束整形系统的3D视图 $!f!,fw+  
/0(%(2jIWl  
zX98c  
GWhE8EDT  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 `xCOR  
 绿线表示生成的光轴，由VirtualLab的基础定位方法生成（仅仅设置了距离z和倾角）。 F% `zs\  
p!_[qs  
详述案例 W RF.[R"  
O$^xkv5.  
模拟和结果 ioxb
f6{  
OVZP x%a  
结果：3D系统光线扫描分析 vB.l0!c\e_  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 /,!<
Va;~  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 &:<, c12  
&=X.*H%  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd H(b)aw^(%  
*7ZtNo[+  
使用参数耦合来设置系统 dN< ,%}R  
>p0KFU  
h$>wv`
 
自由参数： zEj#arSE4  
 反射镜1后y方向的光束半径 {{\ce;hN  
 反射镜2后的光束半径 M diwRi  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） 5X#E@3g5  
 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。 -jB3L:  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 ^*0'\/N&  
yrnv!moc%t  
@ &pqt6/t  
BgM%+b8u  
+>SRrIi  
H]&gW/=  
6Z?Su(s(5  
自由参数： {WQq}-(  
 反射镜1后y方向的光束半径 $5N
KFJc  
 反射镜2后的光束半径 g
v|"OlB  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） Xh F_]  
 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。 ! \sMR  

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