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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) E$8 4c+  
    mh8~w~/[  
    二极管激光光束使用无色散离轴反射装置进行准直和整形 )C CrO   
    |K6hY-uC  
    a0ze7F<(  
    R]{AJ"p  
    简述案例
    uua1_# a  
    B>&eciY  
    系统详情 sZhl.[&zo  
    光源 hq^@t6!C\m  
    - 强象散VIS激光二极管 \LS+.bp%  
     元件 [#R<Z+c  
    - 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜) 'qg q8  
    - 具有高斯振幅调制的光阑 %Sdzr!I7*  
     探测器 U'acVcD  
    - 光线可视化(3D显示) #TX=%x6  
    - 波前差探测 MrA&xM  
    - 场分布和相位计算 yxa~R z/  
    - 光束参数(M2值,发散角) ?geEq'  
     模拟/设计 xBC:%kG~#  
    - 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算 ?=uw0~O[  
    - 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing): =Gq 'sy:h  
     分析和优化整形光束质量 ZSTpA,+6  
     元件方向的蒙特卡洛公差分析 zSi SZMP"  
    vK\;CSk  
    系统说明 KD~F5aS`[  
    L. xzI-I@D  
    nJ4CXSdE  
    模拟和设计结果 a,U =irBA  
    ]{[VTjC7rY  
    df7z& {R  
    场(强度)分布                                   优化后
    数值探测器结果 -vfV;+3  
    x6ig,N~AO  
    E5M*Gs  
    /N ^%=G#  
    f#p.=F$  
    总结 {Z_Pry$6  
    ~qiSkG  
    实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 P~0d'Oi  
    1.模拟 khb Gyg%  
    使用光线追迹验证反射光束整形装置。 X~Li`  
    2.评估 %XqLyeOS  
    应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 N3nk\)V\E  
    3.优化  /y,~?  
    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。 9zkR)C  
    4.分析 K`@GN T&  
    通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 XRI1/2YA  
    }q(IKH\&  
    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。 h(I~HZ[K&T  
    5U[;T]{)e  
    详述案例 5CkM0G`  
    qfY.X&]PU  
    系统参数 U"xI1fg%b  
    dxkXt  k  
    案例的内容和目标 0n_Cuh\  
    %xR;8IO  
    在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。 >:s.` jV<  
    mLO{~ruu  
    w>X33Ff]8@  
     目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 #TUsi,jG  
     之后,研究并优化整形光束的质量。 I/GZ  
     另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 N L]:<FG  
    sf?D4UdIH  
    模拟任务:反射光束整形设置 doxQS ohS  
    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。 .J~iRhVOF  
    CD^_>sya  
    .l*]W!L]  
    8*)zoT*A  
    )E^4\3 ^:  
    11 .RG *  
    规格:像散激光光束 / GJ"##<  
    Vd|5JA}<"  
     由激光二极管发出的强像散高斯光束 +6f5uMKUvs  
     忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 /+J?Ep(_  
    lE[LdmwDrb  
    jjz<V(Sk  
    g B<p  
    B\}E v&  
    9\Mesf1$o  
    规格:柱形抛物面反射镜
    tZ=BK:39\  
                             gW6lMyiLb  
     有抛物面曲率的圆柱镜 d?&?$qf[  
     应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 U;6~]0^K  
     曲率半径等于焦距的两倍 \x x<\8Qr_  
    ~/\;7E{8!  
    ,I@4)RSAH|  
    规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型) X?Omk, '  
    5<a)SP 0  
     对称抛物面镜区域用于光束的准直 _?@>S7-  
     从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型) q?Q"Ab  
     离轴角决定了截切区域 ,q/K&'0`  
    CQ"IL;y  
      
    规格:参数概述(12° x 46°光束) 9))%tYN  
    Z[AJat@H  
       N"T~U\R  
    ,vW.vq<{q3  
    光束整形装置的光路图 T[<llh'+  
    .^dj B x  
    QKZm<lUL  
     由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。 ssi{(}H/Jv  
     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。 ss,t[`AV{  
    C3bZ3vcW$  
    反射光束整形系统的3D视图 >H5BY9]I  
    cPI #XPM=  
    .rG Rdb  
    M5exo   
    光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 YIfPE{,  
     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)。 m2{z  
    Ps<)?q6(  
    详述案例 Y: KB"H  
    .(CzsupY_q  
    模拟和结果 zmf5!77  
    ,`/!0Wmt  
    结果:3D系统光线扫描分析 +5?hkQCX1^  
     首先,应用光线追迹研究光通过光学系统 ;csAhkf:S  
     使用光线追迹系统分析仪进行分析。 5&2=;?EO  
    5:CC\!&QBV  
    file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd %r6~5_A  
    { j&|Em]  
    使用参数耦合来设置系统 UH%?{>oRh  
    in#qV  
    PM=I  
    自由参数: k%NY,(:(  
     反射镜1后y方向的光束半径 y @Y@"y  
     反射镜2后的光束半径  T_jwj N  
     视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) N##3k-0Ao  
     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。 |KU>+4= @  
     对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。 *M+:GH/5  
    2d<ma*2n(  
    MZ+8wr/y  
    Kj}hb)HU  
    'D\(p,(Mt  
    "Oh-`C  
     9<[RXY  
    自由参数: 4^70r9hV9  
     反射镜1后y方向的光束半径 [ "J  
     反射镜2后的光束半径 &}:Hp9n  
     视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) xC<OFpI\  
     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。 '9<Mk-Aj  
     
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