[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） NB.
s2I7  
q+J;^u"E  
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 qX%oLa  
zF7*T?3b"  
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简述案例 C25EIIdRb  
`0z8J*T]  
系统详情 rGt/ /6  
 光源 D=^|6}  
- 强象散VIS激光二极管 oNFvRb2Rd  
 元件 4UISuYg'  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） 9e _8Z@|  
- 具有高斯振幅调制的光阑 I #bta  
 探测器 u]$e@Vw.  
- 光线可视化（3D显示） |ZmWhkOX  
- 波前差探测 R[bI4|t  
- 场分布和相位计算 -"}mmTa*<  
- 光束参数（M2值，发散角） MRb6O
!$`C  
 模拟/设计 C?h}n4\B^?  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 Pe`eF(J  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： R\MFh!6sn  
 分析和优化整形光束质量 IPDQ  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 $%"?0S  
L Rn)  
系统说明 z<jH{AU  
J;#7dRW{  
H]<@\g*l@P  
模拟和设计结果 N_Q\+x}zq  
t \;,$i  
数值探测器结果 .ZVADVg\  
D6NgdE7b  
8Ben}j)H  
d>-k-X-[  
[R%Pf/[Fr  
总结 ZmKxs^5S  
ZGgM-O1  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 Y| 2Gj(*8  
1.模拟 # M18&ld,r  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 Ef"M e(  
2.评估 56l1&hp8In  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 gBPYGci2F  
3.优化 tjWf`#tH>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。 Sft+Gb6  
4.分析 G5hh$Nmpi  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 fKkH [  
s+7#Tdh
A  
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。 !W48sZr1&  
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详述案例 =H)"t:xE  
V^D!\)#  
系统参数 n*nsFvt%o  
96]!*}  
案例的内容和目标 12y+g5b  
{<#~Ya-  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 >og- jz  
E5`KUMZkq  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 qrt2BT)  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 [ m#|[%  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 |4?O4QN
 
Fo$'*(i  
模拟任务：反射光束整形设置 )|Xi:Zd5>  
引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统，此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 p)y'a+|7  
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M~"93Q`f^  
规格：像散激光光束 si,W.9rU  
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 由激光二极管发出的强像散高斯光束 U%T{~f  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 XmI63W*  
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l  
Bq*aP*jv  
9S! 2r  
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规格：柱形抛物面反射镜 *fg|HH+i  
                         ,3p$Z  
 有抛物面曲率的圆柱镜 hJkF-yW  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 Yj#4{2A  
 曲率半径等于焦距的两倍 S3F8Chk5  
C)v*L#{%  
dWDM{t\}\  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） bUS"1Tg]*6  
Yfjp:hg/!  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 R\^XF8n6/  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） eR*y<K(d  
 离轴角决定了截切区域 9}*<8%PSt,  
,bnrVa(I  
规格：参数概述（12° x 46°光束） BMxe)izT;  
p"ElO,\  
   d@IV@'Q7u  
.^aqzA=]  
光束整形装置的光路图 qOi"3_  
7'1 +i  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 LktH*ePO  
 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。 V3t;V-Lkt  
8P[aX3T7G  
反射光束整形系统的3D视图 A[6D40o  
hH])0C  
lOJ3_8  
E whCX'Vaj  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 [44C`x[8M+  
 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）。 C<u<:4^H  
GiGXV @dq  
详述案例 RI</T3%~  
(//f"c]/  
模拟和结果 \;F_QV  
oasEG6OI8  
结果：3D系统光线扫描分析 [8$
K i$;  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 WPbG3FrL!  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 `iT{H]po  
s%xhT  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd "B"Yfg[  
8\])p sb9  
使用参数耦合来设置系统 %{*)-_M  
l:$i}
.C  
~f5g\n;  
自由参数： 5kbbeO|0G  
 反射镜1后y方向的光束半径 ;eQOBGX9  
 反射镜2后的光束半径 G}8Zkz@+  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） M*n@djL$\~  
 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。 k/]4L!/ T  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 6X`i*T$.  
r>Rm=eKJ  
:y%CP8  
"s3eO  
mNDz|Ln  
NuQ l  
|b^+= "  
自由参数： L$rMfeS  
 反射镜1后y方向的光束半径 >xB[k-C4  
 反射镜2后的光束半径 .`@)c/<0  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） :+*q,lX8  
 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。 _G0_<WH6  

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