[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） H7dT6`<~Y  
J^y?nE(j  
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 ]8/g[Ii  
6<mlx'  
7(l>Ck3B#  
TX).*%f[r  
简述案例 C2C1 @=w  
kJK*wq]U6  
系统详情 \[&&4CN{  
 光源 ]\m>N]P]  
- 强象散VIS激光二极管 )f,9 h  
 元件 D`R~d;U~  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） $8WWN} OC  
- 具有高斯振幅调制的光阑 #\Zr$?t|V  
 探测器 l
KG' KR.  
- 光线可视化（3D显示） M@+Pq/f:  
- 波前差探测 l1vI  
- 场分布和相位计算 __Zex5Y#-  
- 光束参数（M2值，发散角） ?&?5x%|.<  
 模拟/设计 >!Dp'6
 
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 bs0[ a 1/  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： x;{Hd;<YF  
 分析和优化整形光束质量 X& mD/1  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 `j8pgnY>5~  
Ey=ymf.}  
系统说明 N}>[To3  
Xo$SQ0K  
+U)4V}S)  
模拟和设计结果 $,zW0</P*l  
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数值探测器结果 2"HG6"Rr  
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WPAT\Al&AE  
U"=Lzo.0  
60 %VG  
总结 C_Z/7x*>d  
#p ;O3E@  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 ""A6n{4  
1.模拟 zf>*\pZE  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 )"Z6Q5k^  
2.评估 /_qHF-  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 pHXs+Ysw+  
3.优化 D?=4'"@v  
利用一个具有高斯形状孔径函数的光阑和经典场追迹引擎来优化M2参数。 W-*HAS  
4.分析 6_:I~TTX  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 5'(T*"  
`~z[Hj=2  
对于复杂的光束整形装置，特别是离轴系统，可以使用VirtualLab来进行高效的模拟和分析。模拟过程中，根据情况应用不同的模拟引擎。 f `D(V-4  
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详述案例 sY4q$Fq  
N<ux4tz  
系统参数 ?GlXxx=eV  
r.lHlHl  
案例的内容和目标 Xmi~fie  
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在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 r@/@b
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hw.>HT|.N  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 !FDd5CS  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 P*H0Hwn;  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 8+J>jZ  
@meT8S9t  
模拟任务：反射光束整形设置 8t. QFze?  
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。 fs?H  
a#k7 aOT0  
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T:@7EL  
QM* T?PR  
"}wO<O6[  
规格：像散激光光束 ,<Z,-0S  
M9""(`U  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 hO&_VCk  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 CmV &+C$V%  
G|
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]Vmo>  
];lZ:gT  
SZyORN  
a+cDH  
规格：柱形抛物面反射镜 EZN!3y|m  
                         %1$#fxR  
 有抛物面曲率的圆柱镜 J8i,[,KcE  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 Sb> &m  
 曲率半径等于焦距的两倍 %1:caa@_p  
3h:y[Vm#9y  
0Sz[u\w  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） fIl!{pv[  
\1LfDlQk)  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 EEnl'  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） 9^ZtbmUf
 
 离轴角决定了截切区域 k@un}}0r  
w]yVNB  
规格：参数概述（12° x 46°光束） S<-nlBs.  
7KX27.~F  
   M;,$
)>P  
BV`\6SM~  
光束整形装置的光路图 pA8As  
=u?aP}zc  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 ~mARgv  
 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。 B~N3k  
\0d'y#Gp*  
反射光束整形系统的3D视图 Hcwfe=K&/  
,!b<SQ5M  
Y}v3
J(l  
Hj|&P/jY]*  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 (nt`8 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）。 eu9*3'@A  
iGu%_-S  
详述案例 n\l?+)S *  
|[IyqWG9  
模拟和结果 #}FUau$  
z__?kY  
结果：3D系统光线扫描分析 3>-h- cpMX  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 >#x[qX  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 %z-*C'j5H  
]FZPgO'G  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd e5>'H!)  
;6Yg}L  
使用参数耦合来设置系统 !43!JfD  
%g}d}5s  
KDq="=q  
自由参数： 1.F&gP)9  
 反射镜1后y方向的光束半径 _E`+0;O
 
 反射镜2后的光束半径 v/q-{1  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） )ZpI%M?)  
 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。 JiaR*3#  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 |cf-S8pwY  
@m9pb+=v  
W&*&O,c  
{h7 vJ^  
ovTL'j!  
B5;%R01A  
,UMr_ e{|  
自由参数： w3(|A> s3  
 反射镜1后y方向的光束半径 i
VI&  
 反射镜2后的光束半径 %-540V{q  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） #f2k*8"eAF  
 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。 [~s+,OO9)  

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