[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） E$84c+  
mh8~w~/[  
二极管激光光束使用无色散离轴反射装置进行准直和整形 )CCrO   
|K6hY-uC  
a0ze7F<(  
R]{AJ"p  
简述案例 uua1_#a  
B>&eciY  
系统详情 sZhl.[&zo  
 光源 hq^@t6!C\m  
- 强象散VIS激光二极管 \LS+.bp%  
 元件 [#R<Z+c  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） 'qg q8  
- 具有高斯振幅调制的光阑 %Sdzr!I7*  
 探测器 U'acVcD  
- 光线可视化（3D显示） #TX=%x6  
- 波前差探测 MrA&xM  
- 场分布和相位计算 yxa~Rz/  
- 光束参数（M2值，发散角） ?geEq'  
 模拟/设计 xBC:%kG~#  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 ?=uw0~O[  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： =Gq 'sy:h  
 分析和优化整形光束质量 ZSTpA,+6  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 zSiSZMP"  
vK\;CSk  
系统说明 KD~F5aS`[  
L.xzI-I@D  
nJ4CXSdE  
模拟和设计结果 a,U =irBA  
]{[VTjC7rY  
数值探测器结果 -vfV;+3  
x6ig,N~AO  
E5M*Gs  
/N ^%=G#  
f#p.=F$  
总结 {Z_Pry$6  
~qiSkG  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 P~0d'Oi  
1.模拟 khb Gyg%  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 X~Li`  
2.评估 %XqLyeOS  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 N3nk\)V\E  
3.优化
/y,~?  
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。 9zkR)C  
4.分析 K`@GNT&  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 XRI1/2YA  
}q(IKH\&  
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。 h(I~HZ[K&T  
5U[;T]{)e  
详述案例 5CkM0G`  
qfY.X&]PU  
系统参数 U"xI1fg%b  
dxkXt  k  
案例的内容和目标 0n_Cuh\  


%xR;8IO  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 >:s.`jV<  
mLO{~ruu  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 #TUsi,jG  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 I/GZ  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 N L]:<FG  
sf?D4UdIH  
模拟任务：反射光束整形设置 doxQS ohS  
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。 .J~iRhVOF  
CD^_>sya  
.l*]W!L]  
8*)zoT*A  
)E^4\3^:  
11 .RG *  
规格：像散激光光束 / GJ"##<  
Vd|5JA}<"  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 +6f5uMKUvs  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 /
+J?Ep(_  
lE[LdmwDrb  
jjz<V(Sk  
gB<p  
B\}E v&  
9\Mesf1$o  
规格：柱形抛物面反射镜 tZ=BK:39\  
                         gW6lMyiLb  
 有抛物面曲率的圆柱镜 d?&?$qf[  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 U;6~]0^K  
 曲率半径等于焦距的两倍 \x x<\8Qr_  
~/\;7E{8!  
,I@4)RSAH|  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） X?Omk, '  
5<a)SP 0  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 _?@>S7-  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） q?Q"Ab  
 离轴角决定了截切区域 ,q/K&'0`  
CQ"IL;y  
规格：参数概述（12° x 46°光束） 9))%tYN  
Z[AJat@H  
   N"T~U\R  
,vW.vq<{q3  
光束整形装置的光路图 T[<ll
h'+  
.^djB x  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 ssi{(}H/Jv  
 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。 ss,t[`AV{  
C3bZ3vcW$  
反射光束整形系统的3D视图 >H5BY9]I  
cPI #XPM=  
.rG Rdb  
 M5exo   
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 YIfPE{,  
 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）。 m2{z
 
Ps<)?q6(  
详述案例 Y: KB"H  
.(CzsupY_q  
模拟和结果 zmf5!77  
,`/!0Wmt  
结果：3D系统光线扫描分析 +5?hkQCX1^  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 ;csAhkf:S  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 5&2=;?EO  
5:CC\!&QBV  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd %r6~5_A  
{ j&|Em]  
使用参数耦合来设置系统 UH%?{>oRh  
in#qV  
PM=I
 
自由参数： k%NY,(:
(  
 反射镜1后y方向的光束半径 y @Y@"y  
 反射镜2后的光束半径 T_jwj N  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） N##3k-0Ao  
 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。 |KU>+4= @  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 *M+:GH/5  
2d<ma*2n(  
MZ+8wr/y  
Kj}hb)HU  
'D\(p,(Mt  
"Oh-`C  
9<[RXY  
自由参数： 4^70r9hV9  
 反射镜1后y方向的光束半径 [ "J  
 反射镜2后的光束半径 &}:Hp9n  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） xC<OF
pI
\  
 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。 '9<Mk-Aj  

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