[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） Cz|F%>y#  
a(IUAh*mO  
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 s}qtM.^W  
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|@5G\N-  
简述案例 % oJH 6F  
RiG]-K:  
系统详情 tH=jaFJ   
 光源 ~6=aoF5"3?  
- 强象散VIS激光二极管 ;Wg
kf_3  
 元件 =%SH2kb  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） +#
L'gc  
- 具有高斯振幅调制的光阑 U1Y0G[i)  
 探测器 _Un*x5u2O  
- 光线可视化（3D显示） GXi)3I%  
- 波前差探测 ` ZBOaN^if  
- 场分布和相位计算 j^.|^q<Y  
- 光束参数（M2值，发散角） {b|V;/  
 模拟/设计 O"}O~lZ[6T  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 :}-VLp4b
 
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： &o]fBdn  
 分析和优化整形光束质量 QtA@p  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 ?)gc;K  
[Lcy &+  
系统说明 2?F?C  
[9d\WPLC  
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模拟和设计结果 (%'`t(<  
e=+q*]>  
数值探测器结果 tzY?LX[3  
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l V3  
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总结 Pv|sPIIB7  
Yyw9IYB;  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 1:RK~_E  
1.模拟 b/_u\R ]-'  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 \*M;W|8aB  
2.评估 ]E.\ |I(  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 .l,]yWwfK  
3.优化 -Un"z6*  
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。 OepQ Z|2  
4.分析 V@+X4`T  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 g'Wr+(A_  
r?9".H  
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。 0+K<;5"63d  
Fr-Vq=j&  
详述案例 v|dt[>G  
*TrpW?]Y&  
系统参数 >U.7>K V&  
pd|l&xvka  
案例的内容和目标 &UVqFo  
QRx9;!~b}  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 OKAmw>{  
4b+_|kYb  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 ZENblh8fs  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 s)Xz}QPK.  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 (:^YfG~e  
Y5y7ONcn  
模拟任务：反射光束整形设置 !}5+hj!6  
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。 36Lf8~d4"h  
EN__C$  
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XtE O)  
N'PK4:  
7q:;3;"9  
规格：像散激光光束 |WNI[49  
P`S'F_I
N  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 C`uL 4r  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 7%&e4'SZO  
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)NTpb  
D&=+PAX  
2Ima15^+F  
7q{yLcC"  
规格：柱形抛物面反射镜 ;&!QN#_  
                         4pZKm-dM^  
 有抛物面曲率的圆柱镜 +jS<n13T  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 UR(i_T&w  
 曲率半径等于焦距的两倍 :2+z_+k}<  
p<&>1}j=  
JxKd  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） xTqP`ljX  
brK7|&R<  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 >jnx2$  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） flz7{W  
 离轴角决定了截切区域 .krEfY&  
F=PBEaX  
规格：参数概述（12° x 46°光束） @LY[kt6o  
2IP<6l8N  
   zn0%%x+!g  
jkAru_C  
光束整形装置的光路图 I,aaSBwt&2  
s2F[v:|Wq  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 vP_mS 4X  
 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。 ~mZ[@Z  

Ir(U7D  
反射光束整形系统的3D视图 _,? xc"  
b?<@  
of >  
o)Px d  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 rl2(DA{  
 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）。 vst;G-ys  
4^9qs%&  
详述案例 9j}Q~v\  
fp`m>} -  
模拟和结果 m:k;?p:x  
BAG#YZB  
结果：3D系统光线扫描分析 Bsk` e  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 ?;Da%VS3  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 UMMGT6s,E8  
ZTj!ti;5  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd {bC(>k|CQ  
k4!p))ql  
使用参数耦合来设置系统 Tm0\Oue0  
p _2Yc]8  
V0*MY{x#S  
自由参数： $O fZp<M  
 反射镜1后y方向的光束半径 QHsJo|.  
 反射镜2后的光束半径 Zeq^dV5y77  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） %WqUZ+yy  
 由于功能原理，所有系统参数（距离，焦距，直径）可以由光束参数分析计算。 Fr<tk^~/  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 Mp^G7JY,  
Ci[Ja#p7$h  
g6$\i m  
^rGuyW#  
dsK*YY jH  
rKTc6h:)  
2+K-I  
自由参数： OLGMy5  
 反射镜1后y方向的光束半径 ]<9o>#3  
 反射镜2后的光束半径 R <&U]%FD  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） 31F^38  
 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。 61sEeM  

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