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光束传输系统(BDS.0005 v1.0) CN$A-sjZ I_6` Z 0 二极管激光光束使用无色散离轴反射装置进行准直和整形 ad$Qs3)6o 't]EkH]BC |YGiATD4DG oCdOC5 简述案例 J2rLsNC]0 Bc|x:#`C\{ 系统详情 w)m0Z4* 光源 xXU/m| - 强象散VIS激光二极管 qn"T?
O 元件 *UL|{_)c - 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜) iUG/ - 具有高斯振幅调制的光阑 ?n9$,-^v 探测器 +@],$=aE? - 光线可视化(3D显示) zs&`: - 波前差探测 k+R?JWC: - 场分布和相位计算 t`1]U4s&I - 光束参数(M2值,发散角) 4TQISu) 模拟/设计 Tvx8l
m' - 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算 ][5p.owJse - 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing): h'y@M+c( 分析和优化整形光束质量 / ?[gB:s 元件方向的蒙特卡洛公差分析 W &wDH gAUQQ 系统说明 <K[Zl/7I '
bw, K* ]xLb )Z 模拟和设计结果 i+x6aQ24 ^57fHlw ccRk4xR 场(强度)分布 优化后 数值探测器结果 m',_kY3
IM5^E#-g7
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vlN. OQ DF[b? 总结 zT-"kK Cm}UWX 实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 P_lcX;O 1.模拟 K9M.+d4 使用光线追迹验证反射光束整形装置。 >hL'#;:f# 2.评估 b oOw
K? 应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 kt3#_d^El 3.优化 ;Kq?*H 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。 SyVbCj 4.分析 1&pP}v ? 通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 /bu<,o +\Mm
(Nd 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。 {uM{5GSL $)7f%II 详述案例 h8-tbHgpb e&4wwP"`< 系统参数 &q}@[
)V4 !cq|g 案例的内容和目标 # %y{mn n rB27 在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。 ?E_p ,#9j) kpw4Mq@ BrcXn@tl 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 I^Jp
)k*z 之后,研究并优化整形光束的质量。 {=4:Tgw 另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 ye7&y4v+ KR(ftG' 模拟任务:反射光束整形设置 c@B%`6kF 引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统,此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 .u;TeP ~%K(ou=2 _NnOmwK7 7[1
R}G V +i!M[ 0_pwY=P 规格:像散激光光束 ]b| @<E7Y 76r
s)J[*w 由激光二极管发出的强像散高斯光束 :Qp/3(g e 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 oP75|p T2; 9 1CVaGD^r{
Ph{+uI
#7T ={mh %9Fg1LH42r 规格:柱形抛物面反射镜 QaBXzf
OBSJbDqT 有抛物面曲率的圆柱镜
bK1`a{ 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 @}!$NI8 曲率半径等于焦距的两倍 8HA=O?Cg h*Tiv^a cGp 6yf 规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型) !I/kz }N@ BVp.A] 对称抛物面镜区域用于光束的准直 rO%+)M$A 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型) E8<i PTJs 离轴角决定了截切区域 tp2 _OQAQ X6'&X 规格:参数概述(12° x 46°光束) <!>}t a 'B6H/d> Y,\mrW}K x,_Ucc. 光束整形装置的光路图 1&"1pH K(<P" g( }TL"v|ny6; 由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。 8!>pFVNJf 因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点,那么到反射镜2的距离z必须是负的。 R\amcQ
9 xyz86r ^u 反射光束整形系统的3D视图 CnYX\^Ow *60)Vo.=
<);u]0 r1atyK 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 hDMp^^$ 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)。 ksp':2d} B4ze$# 详述案例 )^sfEYoA *?fBmq[j 模拟和结果 fBOG#-a} HI 61rXNF 结果:3D系统光线扫描分析 Y|nTc.A 首先,应用光线追迹研究光通过光学系统。 7SZs/wWh% 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 p~ItHwiT _0E,@[ file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd $7YLU{0 7^=jv~>wP 使用参数耦合来设置系统 R&xd
ic! ^O
m]B; Hefqzu 自由参数: T]2q >N 反射镜1后y方向的光束半径 a!]%@A6p 反射镜2后的光束半径 h zE)>f 视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) LL+rdxJO^ 由于功能原理,所有系统参数(距离,焦距,直径)可以由光束参数分析计算。 w2[R&hJ 对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。 ~O$]y5 W0kq>s4 _Tz!~z #cb6~AH kq-RM#Dj:
h+@t8Q;gGw th,qq 自由参数: rC16?RovQ@ 反射镜1后y方向的光束半径 l/LUwDI{ 反射镜2后的光束半径 w2L)f,X 视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) WgB,,L, 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。 qa0Zgn5 q
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