[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） 5X0ex.  
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O^x~[sQ  
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 1L<TzQ  
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简述案例 0L>3i8'  
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系统详情 _h1bVd-  
 光源 `v?hL
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- 强象散VIS激光二极管 T.#_v#oM  
 元件 >"/TiQt  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） _&=`vv'  
- 具有高斯振幅调制的光阑 Apu-9|oP  
 探测器 S[L@8z.Sj  
- 光线可视化（3D显示） Gm- "?4(  
- 波前差探测 6O/L~Z*t  
- 场分布和相位计算 cs2-
jbRn  
- 光束参数（M2值，发散角） `6rLd>=R  
 模拟/设计 *$7^.eHfdd  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 :awa  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： TY]0aw2]|7  
 分析和优化整形光束质量 \B')2phE  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 g(P7CX+y  
*l d)nH{  
系统说明 W<<G  'Km  
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模拟和设计结果 VsA
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数值探测器结果 =F[M>o  
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总结 gB#!g@  
G,A?yM'Vw  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 e[k\VYj[  
1.模拟 C
dl"TZ<  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 4=q4_ \_T  
2.评估 CV|Ae [  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 -)J*(7F(6^  
3.优化 Gad&3M0r  
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。 ~RLj
L"  
4.分析 nILUo2e~  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 R?:K\  
'!X`X=  
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。 1q'_J?Xmd  
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详述案例 *)r_Y|vg  
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系统参数 |x.[*'X@  
"=?JIQ  
案例的内容和目标 rDaiA
x&  
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在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 937<:zo:  
"7alpjwb  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 %_]O|(  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 2P57C;N8|  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 $LR~c)}1I  
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模拟任务：反射光束整形设置 ]$K5
8C  
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。 5'Mw{`  
F[ ^ p~u{  
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)$Fw<;4  
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w#(E+s~}  
规格：像散激光光束 99h#M3@!  
#!z'R20PH  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 wj$3L3  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 K(mzt[n(  
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F8m@mh*8>  
c1%ki%J#  
"(F:'J} X  
规格：柱形抛物面反射镜 Y$q--JA  
                         ng2yZ @$  
 有抛物面曲率的圆柱镜 _#UhXXD  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 2\}6b4  
 曲率半径等于焦距的两倍 q[Y*.%~  
XK l3B=h  
9LEU
j  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） @(st![i+  
=>C3IR/  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 d cht8nX7~  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） ilj9&.isB  
 离轴角决定了截切区域 0w^awT<$6  
\]/6>yT  
规格：参数概述（12° x 46°光束） jK=-L#hz  
iV%tn{fc  
   C"}]PW  
Xo4K!U>TzZ  
光束整形装置的光路图 YsjTC$Tx,  
5|[\Se#  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 EJrQ9"x&n  
 因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点，那么到反射镜2的距离z必须是负的。 S1$&
 
BI)$aR  
反射光束整形系统的3D视图 gJn_8\,C>Q  
i*vf(0G  

[=xO>  
DCtrTX  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 dJg72?"ka  
 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）。 ZYW=#df R  
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详述案例 _q\w9gN  
;fDs9=3#  
模拟和结果 *j= whdw%J  
blB00   
结果：3D系统光线扫描分析 2}R)0][W  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 93N:?B9  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 ;,]Wtmu)7  
PT`gAUCw  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd #$>m`r  
Qjh @oWT  
使用参数耦合来设置系统 RnkrI~x  
('p~h-9Vi  
SfwAMNCe  
自由参数： cz9T,  
 反射镜1后y方向的光束半径 ?g'? Ou  
 反射镜2后的光束半径 RV:%^=V-  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） |q\:3R_0  
 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。 djcCm5m  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 X8b= z9  
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h{cJ S9e}  
自由参数： Lm}:`  
 反射镜1后y方向的光束半径 ZjXpMx,  
 反射镜2后的光束半径 paW7.
~3 R  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） e'zG=  
 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。 W`-AN}C#  

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