[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） TfL4_IAG.  
[ dGO,ndE  
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 RYt6=R+f  
sD2 ^_w6j  
9X3yp:>V  
q'.;W@m  
简述案例 jA,|JgN|n  
h77IWo6%  
系统详情 Lj iI+NJ  
 光源 Fqo&3+J4  
- 强象散VIS激光二极管 0F^]A"kF  
 元件 7ZQ'h3K  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） BH5w@  
- 具有高斯振幅调制的光阑 Oo kxg *!5  
 探测器 sW?B7o?  
- 光线可视化（3D显示） [g+y_@9s  
- 波前差探测 $:e)$Xnn-  
- 场分布和相位计算 A';n6ne%i  
- 光束参数（M2值，发散角） H-Pq!9[DB  
 模拟/设计 ^T{8uJ'kn  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 b{BaQ>.(`  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： }%+qP+O\  
 分析和优化整形光束质量 b"t")U==  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 ~6kJ~R4  
O] H=s  
系统说明 EX4 C.C|d  
QNb>rLj52  
AVv#\JrRW  
模拟和设计结果 "c,!vc4  
Ra0=q4vdk  
数值探测器结果 n26>>N  
kxh 5}eB  
v J-LPTB  
6|^0_6_  
Y9tV%  
总结 x{Sd P$  
6b<+8w  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 [fxuUmU  
1.模拟 ;R!*I%  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 gQ>2!Qc a-  
2.评估 lbS?/f  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 6JH56  
3.优化 ]n5"Z,K  
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。 # kEOKmO  
4.分析 f^?uY8<  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 -w~(3(  
H|`R4hAk  
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。 ?+Q$#pb  
IA2GUnUhu  
详述案例 7]s%rya  
f;wc{qy  
系统参数 UiIF6-ZZ!  
U(~U!O}  
案例的内容和目标 /EU; ?O  
J$QBI&D  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 Vho0eV=  
LwOJ|jA(,  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 j{;|g%5t  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 vCb]%sd-U  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 $KX[Zu%  
9cfR)*Q  
模拟任务：反射光束整形设置 -72j:nk  
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。 9tk" :ld  
IqUp4}  
eh<rRx"[  
LeHiT>aX!  
M
3(k'q7&:  
6Y7H|>g)  
规格：像散激光光束 C),7- ?  
M4?8xuC  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 Jq .L:>x  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 `G?qY8  
.GCR!V  
q8sbn  
[bjN f2  
\A<v=VM|  
-eml  
规格：柱形抛物面反射镜 XlkGjjW#/J  
                         Au5rR>W  
 有抛物面曲率的圆柱镜 U=cWmH
 
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 FP@qh  
 曲率半径等于焦距的两倍 QaQ'OrP   
iF9_b  
~HmxEk9  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） T'1gy}  
l}}UFEA^  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 VVuR+=.&  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） 7>n"}8i  
 离轴角决定了截切区域 &U"X$aFc  
c+2%rh1  
规格：参数概述（12° x 46°光束） 7petHi  
XP?*=Z]  
   l67KJ  
)acV-+{  
光束整形装置的光路图 w`gyE 6A  
(}gcY  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 M35Ax],:^  
 因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点，那么到反射镜2的距离z必须是负的。 ]V<-J   
=
;{^"#r\  
反射光束整形系统的3D视图 8h.V4/?  
{TAw)!R~  
M{Gxjmdx  
!/
hsJ9  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 nl n OwyMJ  
 绿线表示生成的光轴，由VirtualLab的基础定位方法生成（仅仅设置了距离z和倾角）。 EJm4xkYLj1  
c Zvf"cIs  
详述案例 uGCp#>+  
YaL]>.;Z:"  
模拟和结果 ctI{^f:  
-9o{vmB{  
结果：3D系统光线扫描分析 C_->u4-  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 s-?fUqA  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 @Zm Jz  
Acu@[I^  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd #ia;- 3  
1 Z[f {T)  
使用参数耦合来设置系统 lTz6"/  
S_Z`so}  
<DZcra  
自由参数： &erm`Ho  
 反射镜1后y方向的光束半径 2]ti!<  
 反射镜2后的光束半径 6E^~n  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） YD&_^3-XM  
 由于功能原理，所有系统参数（距离，焦距，直径）可以由光束参数分析计算。 '*!L!VJ  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 D7Zm2Kj  
DWf$X1M  
8MZ$T3IM  
P}r)wAt  
Gr)-5qh  
x-_vl 9P)  
&s VadOBQ  
自由参数： G]*|H0j  
 反射镜1后y方向的光束半径 bQQVj?8jp  
 反射镜2后的光束半径 qO()w  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） J?Iq9f  
 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。 urZ8j?}c  

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