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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) ! qVuhad.  
    <x!q! ;  
    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 ye<b`bL2.  
    [zC1LTXe  
    q?R^~r  
    3!l+) g  
    简述案例
    /D d.C<F  
    ddTsR  
    系统详情 ?xa70Pb{;  
    光源 }l>\D~:M  
    - 强象散VIS激光二极管 rCK   
     元件 N F$k~r  
    - 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜) 64LX[8Ax#  
    - 具有高斯振幅调制的光阑 W)X" G3  
     探测器 &9+]{jXF  
    - 光线可视化(3D显示) H^Mfj!S  
    - 波前差探测 xNrPj8V<Y  
    - 场分布和相位计算 2Kkm-#p7  
    - 光束参数(M2值,发散角) -gQtw% `x  
     模拟/设计 N!PPL"5z  
    - 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算 1 5heLnei  
    - 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing): <<=.;`(/v  
     分析和优化整形光束质量 DX2_} |$!  
     元件方向的蒙特卡洛公差分析 ]Cc3}+(s  
    @$Xl*WT7  
    系统说明 "|Ke/0rGB  
    "L0Q"t:  
    cv{icz,%w  
    模拟和设计结果 bcR";cE  
    $+k|\+iJ  
    vh$If0  
    场(强度)分布                                   优化后
    数值探测器结果 0&~ JC>S  
    ~xa yGk  
    7z2Q!0Sz  
    ;tJ}*!z W  
    pqCp>BO?O  
    总结 sck.2-f"  
    HUFm@?  
    实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 :[:*kbWN-  
    1.模拟 2M+}o"g  
    使用光线追迹验证反射光束整形装置。 rNK<p3=7)  
    2.评估 FUP0X2P   
    应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 j%U'mGx  
    3.优化 en_W4\7^  
    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。 DL*&e|:q  
    4.分析 ]Sey|/@D  
    通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 y$}o{VE{x  
    GI<3L K\  
    对于复杂的光束整形装置,特别是离轴系统,可以使用VirtualLab来进行高效的模拟和分析。模拟过程中,根据情况应用不同的模拟引擎。 zH13 ~\  
    A-eRL`  
    详述案例 { v  [  
    N79?s)l:K  
    系统参数 H %Dcp#k  
    b}3t8?wG&  
    案例的内容和目标 z',f'3+  
    XxYwBc'pc  
    在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。 U]]ON6Y&F  
    =o )B1(v@.  
    !DM GAt\  
     目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 jK]An;l{Z  
     之后,研究并优化整形光束的质量。 xV0:K=  
     另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 K0{ ,*>C  
    3s0 I<cL  
    模拟任务:反射光束整形设置 FfX*bqy  
    引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统,此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 7<*,O&![|  
    *7w,o?l  
    9'=ZxV  
    gF2,Jm@"6  
    w.(?O;  
    ;lQ>>[*  
    规格:像散激光光束 M1q_gHA  
    ydTd.`  
     由激光二极管发出的强像散高斯光束 7.*Mmx~]=  
     忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 d3]<'B:nb  
    z?Cez*.h>  
    d}2(G2z^  
    (j-_iOQ]i+  
    )!lx'>0>  
    6 u1|pX8  
    规格:柱形抛物面反射镜
    r+ usMF<'  
                             Yy{(XBJ~%t  
     有抛物面曲率的圆柱镜 [ <j4w  
     应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 U/A [al  
     曲率半径等于焦距的两倍 n}dLfg *  
    Db*&'32W  
    iHT=ROL  
    规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型) t 2,?+q$x  
    ;YZ'd"0v  
     对称抛物面镜区域用于光束的准直 iEx4va-j  
     从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型) FEi@MJJ\e  
     离轴角决定了截切区域 $>zqCi2tB<  
    .JBTU>1]_n  
      
    规格:参数概述(12° x 46°光束) '?$R YU,  
    F+]cFx,/  
       M0t9`Z9  
    Js&.p9S2  
    光束整形装置的光路图 t[/APm-k~>  
    G8.nKoHv7x  
    ><qA+/4]_  
     由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。 8 q>  
     因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点,那么到反射镜2的距离z必须是负的。  L+CPT  
    ')TS'p,n  
    反射光束整形系统的3D视图 s`|KT&r  
    q<K/q"0-l  
    GHO6$iM)[  
    x@@bC=iY$  
    光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 3pe1"maP  
     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)。 7b7WQ7u  
    vwzElZ{C:v  
    详述案例 30O7u3Zrb  
    <b?$-Rx  
    模拟和结果 PU4-}!K  
    V@nZ_.  
    结果:3D系统光线扫描分析 d(K}v\3!  
     首先,应用光线追迹研究光通过光学系统 TUARYJ6=  
     使用光线追迹系统分析仪进行分析。 (o^?i2)g  
    2|&SG3e+(I  
    file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd "8L v  
    QZ+G2$  
    使用参数耦合来设置系统 JL [!8NyU  
    Hp*N%  
    nG-DtG^z  
    自由参数: <O.|pJus  
     反射镜1后y方向的光束半径 ZFX6 iAxd  
     反射镜2后的光束半径 eCiI=HcW;  
     视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) (mioKO )?v  
     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。 W![~"7?   
     对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。 M^lP`=sSv  
    OlgM7Vrl  
    !;K zR&  
    7nsovWp  
    /6Kx249Dw  
    m ?*h\NaB  
    !Sl_qL  
    自由参数: H Qnc`2  
     反射镜1后y方向的光束半径 ,YJn=9pTl  
     反射镜2后的光束半径 g@.e%  
     视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) .#Z"Sj  
     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。 ay#f\P!1  
     
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