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光束传输系统(BDS.0005 v1.0) 5f`XFe$8 Kj<<&_B.H 二极管激光光束使用无色散离轴反射装置进行准直和整形 1Sc~Vb|> ]BS{,sI {</$ObK L&gEQDPgq| 简述案例 Vp-OGX[ _I70qz8 系统详情 7i|hlk; 光源 RWh}?vs_ - 强象散VIS激光二极管 3xCA\* 元件 ^J5V!i$ - 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜) [2j(\vC! - 具有高斯振幅调制的光阑 WCfe!P?g 探测器 ,w58n%)H - 光线可视化(3D显示) szsZFyW)+ - 波前差探测 /jL{JF>I - 场分布和相位计算 . =foXN - 光束参数(M2值,发散角) r;6YCI=z 模拟/设计 X)R]a]1A - 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算 PS<tS_. - 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing): ]#7Y@Yo 分析和优化整形光束质量 :c/=fWM% 元件方向的蒙特卡洛公差分析 vM3|Ti>a' Ynh4oWUp 系统说明 wM&x8 < N n-6/]d# Ew,wNR` 模拟和设计结果 >dC(~j{ xY}j8~k <n~g+ps 场(强度)分布 优化后 数值探测器结果 b+j_EA_b o >4>7
N, +g/o\f
hG3$ ]i9 E,?aBRxy 总结 ;<)-*?m9 yURh4@ 实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 d=OO(sf 1.模拟 N{ z(|2{A# 使用光线追迹验证反射光束整形装置。 FEi,^V 2.评估 Eq.zCD8A 应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 /g-X=|?F 3.优化 J1ro\" 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。 V^5k>`A 4.分析 <.B> LU 通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 M,U=zNPnk cZ2,
u,4 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。 "=TTsxyM6P \^W? 详述案例 l#f]KLv4N_ jJQfCOD$ 系统参数 {rJF)\2 &$Ip$"H 案例的内容和目标 nPX'E`ut-V Tu#k+f*s 在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。 f2e$BA m<LzB_G\ gY^TBR0?m 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 !Kqj&y5 之后,研究并优化整形光束的质量。 GIl{wd
另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 qvE[_1QCc 1`JN 模拟任务:反射光束整形设置 MP&4}De 引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统,此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 U5%]nT"[] n8D;6#P^ JM9Q]#'t 6 FxndR; #Z5Wk _IGa8=~ 规格:像散激光光束 " yl"A4p
S @?AE75E{ 由激光二极管发出的强像散高斯光束 D(?#oCCA 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 @9
tvN} . ihn@eg TbM*?\7 h0QQP
F9%VyQf v"TH[}C9D 规格:柱形抛物面反射镜 xH-k~# 6>7LFV1tvy 有抛物面曲率的圆柱镜 -mdPqVIJn: 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 j-E>*N}-_ 曲率半径等于焦距的两倍 e';c8WF3E o6%f%:& 5 :> 规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型) *3oQS"8 wpMQ 7:j 对称抛物面镜区域用于光束的准直 DuZ]g# 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型) E*"E{E7 离轴角决定了截切区域 I=I%e3GEm "2j~3aWj 规格:参数概述(12° x 46°光束) Z4sjH1W vxZUtyJfe ;8kfgpM_ <VsZ$ 光束整形装置的光路图 ^?`,f>`M 'v)+S;oB v)pWx0l= 由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。 EU~'n- 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。 WL]'lSHa h"m7r4f 反射光束整形系统的3D视图 S(xA}0] N/.9Aj/h~&
b=go"sJ@>( ew~FN 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 0M.[) @ 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)。 2M`Ni&v Z)~4)71Y: 详述案例 0+h?Bk Pk2"\y@q/ 模拟和结果 NE nP3A AIo;\35 结果:3D系统光线扫描分析 3P>@ : 首先,应用光线追迹研究光通过光学系统。 {$.{VE+v5 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 m8`A~ pswppC6f file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd 4K% YS 8b
$7# 使用参数耦合来设置系统 ?os0JQVB ]kvE+m&p}^ 7%WI 自由参数: Q5ao2-\ 反射镜1后y方向的光束半径 {)xrg sB 反射镜2后的光束半径 _en 8hi@Z 视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) \NRRN eu| 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。 o!&*4>tF 对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。 ?whp_ rkp0ej2- N9Vcp~; CQ ?|=cN jws(`mIf\
uEY5&wX` ^a
r9$$~/! 自由参数: u[@*}|uXM 反射镜1后y方向的光束半径 ~*WbMA 反射镜2后的光束半径 S([De"y 视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) b87d'# . 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。 R/7l2 *
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