[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） -74T C  
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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 y/eX(l<{  
a=VT|CX[  
v"~I( kf$  
y:[]+  
简述案例 4+,Z'J%\[7  
%tQ{Hf~  
系统详情 pUGfm  
 光源 J?fh3RW9  
- 强象散VIS激光二极管 E,yK` mPp^  
 元件 (OQ @!R&  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） Z"Ni Y  
- 具有高斯振幅调制的光阑 #)}bUNc'  
 探测器 m]q!y3  
- 光线可视化（3D显示） KB
A%  
- 波前差探测 'PYqp&gJ  
- 场分布和相位计算 |9$'?4F  
- 光束参数（M2值，发散角） Wb
4{*~  
 模拟/设计 9Ib(x0_  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 /+O8A}  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： N~_jiVD>  
 分析和优化整形光束质量 UyKG$6F?3  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 /,$\H  
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3  
系统说明 6
<S&~q  
z}&C(m:al  
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模拟和设计结果 }px]  
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数值探测器结果 1t=X: ]0j  
K(fLqXE%  
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总结 )Hm[j)YI  
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实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。
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1.模拟 zb}+ m#q  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 QF/u^|f  
2.评估 1y-lZ}s_  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 B&kT#  
3.优化 zTT  
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。 C_ZD<UPA\  
4.分析 slv
s oN@  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 0W%}z}/N  

I4f  
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。 _s-HlE?C  
*u;">H*BW  
详述案例 33*d/%N9  
yZ)aKwj%U  
系统参数 EZumJ."  
1(7.V-(G  
案例的内容和目标 aevG<|qP  
>VUQTg  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 3H}~eEg,  
S*m`'  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 {F+M&+``  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 &DQ4=/Z  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 K#f`_SCW  
 QXxLe*  
模拟任务：反射光束整形设置 cm 9oG  
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。 &Pg-|Ql  
iVi3 :7*  
)cqDvH  
ngY+Ym  
$:BK{,\  
:e<`U~8m  
规格：像散激光光束 %3c|  
H"q`k5R  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 hp]ng!I{\u  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 {.3  
=Q8H]F  
jo;uRl  
%][$y7  
U|Z>SE<k  
=Kt9,d08x  
规格：柱形抛物面反射镜 5hH6G  
                         ,D@;i  
 有抛物面曲率的圆柱镜 V)1:LLRW  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 Q f+p0E;  
 曲率半径等于焦距的两倍 Q),3&4pM  
cR=94i=t  
4%!{?[$  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） |j~EV~AJ  
Y7kb1UG  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 {NY~JF
M  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） \n*7#aX/  
 离轴角决定了截切区域 /y9J)lx  
I)XOAf$6  
规格：参数概述（12° x 46°光束） WE.$at{*h  
.mT#%ex  
   KM6N'x^z  
iJZ|[jEDV  
光束整形装置的光路图 Kl aZZJ  
x!C8?K=|  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 KZrMf77=  
 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。 2]V>J  
i[2bmd!H
 
反射光束整形系统的3D视图 k'@7ZH  
A{aw< P|+  
<g3du~  
&SjHrOG?  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 *,W!FxJ  
 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）。 0i5y(m&7  
B?;' lDz*  
详述案例 5@+4
 
{K45~ha9!m  
模拟和结果 JQ"`9RNb  
?E+:]j_  
结果：3D系统光线扫描分析 .# 6n  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 gV"qV  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 3!.H^v?  
)D["M$ZA^  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd TvunjTpaj  
}XX~ W}M(\  
使用参数耦合来设置系统 t['k%c  
Ew %{ i(d  
EjR_-8@FK  
自由参数： PPoI>J  
 反射镜1后y方向的光束半径 d~{jEg  
 反射镜2后的光束半径 3Q'[Ee2-3  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） #`jE%ONC  
 由于功能原理，所有系统参数（距离，焦距，直径）可以由光束参数分析计算。 gDQkn {T.%  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 [=F>#8=  
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bQ-Gp;]  
pk-yj~F}  
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-{X<*P4p  
自由参数： \{c,,th  
 反射镜1后y方向的光束半径 .i{>Z  
 反射镜2后的光束半径 << 3 a<I  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） DtzA$|Q}  
 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。 uY^v"cw/F  

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