[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） 8z h{?0  
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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 y6nPs6kR  
O o+pi$W  
s!j[Ovtx  
$.2#G"|  
简述案例 qE&R.I!o  
3@/\j^U  
系统详情 0xYPK7a=L\  
 光源 g",htYoEnj  
- 强象散VIS激光二极管 F"<TV&xf  
 元件 Q5H! ^RQm  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） 9I;d>%  
- 具有高斯振幅调制的光阑 o1kY|cnGH  
 探测器 [_h/DhC:+  
- 光线可视化（3D显示） ]e+88eQ  
- 波前差探测 LJAqk2k  
- 场分布和相位计算 :_FnQhzg  
- 光束参数（M2值，发散角） 2\p8U#""  
 模拟/设计
vP{22P  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 Ej]:j8^W  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： \'gb{JO  
 分析和优化整形光束质量 hY@rt,! 8  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 U\ Et  
eJJD'Z  
系统说明 yIL6Sb  
jLRh/pbz4  
+q/ j  
模拟和设计结果 As;@T$G  
D 1Q@4 g  
数值探测器结果 N%k6*FBp~  
#ONad0T;  
<n)J~B^  
j[Y$)HF  
-<[MM2Y  
总结 `EUufTYi
 
ueyz@{On~  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 +y$%S4>0tp  
1.模拟 N
j<}t/e  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 i*Wekr3Wo  
2.评估 a9ko3L  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 :4f>S)m  
3.优化 9BJP|L%q  
利用一个具有高斯形状孔径函数的光阑和经典场追迹引擎来优化M2参数。 Be=J*D!E=>  
4.分析 #JFTD[1  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 Y%FQ
]Q=+  
qW1d;pt  
对于复杂的光束整形装置，特别是离轴系统，可以使用VirtualLab来进行高效的模拟和分析。模拟过程中，根据情况应用不同的模拟引擎。 arR9uxP  
R
pAqnDX)  
详述案例 'Olp2g8=  
BB?vc(d  
系统参数 (}W+W\.  
E,S[3+  
案例的内容和目标 OO Hw-MW  
x +=zG4Hm  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 "%o,P/<X  
'@$YX*[
 
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 lTe7n'y^^  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 }9k/Y/.  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 )"W(0M]>  
^usZ&9"@P  
模拟任务：反射光束整形设置 ''{REFjK7  
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。 |,3>A@  
o7/S'Haxc]  
g>m)|o'  
cjf 8N:4N0  
0]3 ,0s $}  
RObo4  
规格：像散激光光束 iYqZBLf{S  
 I~'%
 
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 KW* 2'C&  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 qqL :#]lV5  
Gb=pQ(n4  
c>_tV3TDA  
D5o[z:V7"  
P=.yXirm?  
O%g Q  
规格：柱形抛物面反射镜 YP^=b}  
                         :bh#,]'  
 有抛物面曲率的圆柱镜 0rt@4"~~w  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 _JVFn=  
 曲率半径等于焦距的两倍 SdOa
#U)  
{X85  
R&>G6jZ?8  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） Lro[ |A  
))/NGa  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 03ol6y )C  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） h
A6   
 离轴角决定了截切区域 YXJreM5  
Z~g6C0  
规格：参数概述（12° x 46°光束） )\S3Q  
TY."?` [FK  
   ''bh{ .x  
bW]7$?acv  
光束整形装置的光路图 b^*9m PP  
8#m,TOp  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 rr@h9bak;g  
 因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点，那么到反射镜2的距离z必须是负的。 ,Wv@D"4?  
[@VM'@
e7  
反射光束整形系统的3D视图 jW,b"[  
/C[Q?  
 x7<2K(  
 hT
Ewp.  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 B(p
xyv)  
 绿线表示生成的光轴，由VirtualLab的基础定位方法生成（仅仅设置了距离z和倾角）。 Z<wJ!|f  
Tvd}5~ 5?  
详述案例 TpAE9S  
]u]BxMs  
模拟和结果 Q#Tg)5.\  
lm;Dy*|<  
结果：3D系统光线扫描分析 y*G3dWb  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 LD=eMk: ~  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 ME0vXi  
l&/V4V-  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd 43VBx<"  
w4nU86oZYl  
使用参数耦合来设置系统 t)4><22of  
){nOM$W  
P<
%}!Y  
自由参数： 2;wpD2
 
 反射镜1后y方向的光束半径 rAn:hR
{  
 反射镜2后的光束半径 3 T1,:r  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） eh39"s  
 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。 Hk1[0)  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 Q$yMU[l)  
x5(6U>-Y  
6e;POW  
6~!QibA|P  
2zV{I*  
E0*KKo%  
Cqs+ o^q  
自由参数： ~Ydm"G  
 反射镜1后y方向的光束半径 @!Z1*a.  
 反射镜2后的光束半径 BXb=NE  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） 3'7]jj  
 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。 1KUM!DUD  

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