[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） l)&X$3?tz  
ei[j1F  
二极管激光光束使用无色散离轴反射装置进行准直和整形 .jk@IL  
R&BTA  
tAv@R&W,  
[J4gH^Z_  
简述案例 :i.{  
[VsKa\9u  
系统详情 ~ijVmWNk  
 光源 xk5@d6Y{r  
- 强象散VIS激光二极管 5a|w+HO,  
 元件 ?-dX`n  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） K+3IWZ&+dG  
- 具有高斯振幅调制的光阑 |w<H!lGe!$  
 探测器 F.=2u"[*&  
- 光线可视化（3D显示） G(G{RAk>  
- 波前差探测 UVd7 JGR  
- 场分布和相位计算 Z:sg}  
- 光束参数（M2值，发散角） 4hTMbS_;  
 模拟/设计 Kk-S}.E  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 x"gd8j]s  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： JSCZ{vJ$  
 分析和优化整形光束质量 uP~@U"!  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 =IQ5<;U3  
; Q3n
  
系统说明 "2)H'<  
0+kH:dP{  
5#+^E{  
模拟和设计结果 uF9C-H@:  
`OXpU,Z 6U  
数值探测器结果 '":lB]hS  
"NXB$
a!:  
y}My.c  
WSp  
;U.hxh;+  
总结 ;h*K}U  
FrL]^59a  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 Z\ja  
1.模拟 X[&Wkr8x '  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 ^h~x)@=  
2.评估 )ttUWy$w  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 _/6!y
yl  
3.优化 Py@wJEo  
利用一个具有高斯形状孔径函数的光阑和经典场追迹引擎来优化M2参数。 j}JrE,|  
4.分析 hRrn$BdLX  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 X.f>'0i  

5qZ1FE  
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。 smRE!f*q  
C/vIEYG4  
详述案例 =u2l.CX  
'rO!AcdLU  
系统参数 d%RC  
*n 6s.$p)%  
案例的内容和目标 CF&6J$ZBgJ  
vY${;#~|  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 OwH81#   
YaKeq5%y  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 El[)?+;D  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 G~2jUyv  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 ]* F\"C@  
%,6#2X nX%  
模拟任务：反射光束整形设置 mKL<<L[  
引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统，此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 X(]WVCu  
zF8dKFE~  
5Iy;oZ  
f]`#J%P  
njScz"L~  
aT)BR?OYSJ  
规格：像散激光光束 4'`{H@]tb  
vY }A  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 bx{$Y_L+p  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 p?7v$ev_  
Y^8C)p9r  
VY;{/.Sa  
=BSzsH7  
-@yh>8v  
Pe3@d|-,MU  
规格：柱形抛物面反射镜 75"f2;  
                         _aFl_\3>  
 有抛物面曲率的圆柱镜 ko.(pb@+  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 [SHXJ4P*  
 曲率半径等于焦距的两倍 s%C)t6`9  
;aI[=?<x  
Hv so
b  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） .S(TxksCz  
m?pstuUK(  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 ,SynnE68  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） 5][Ztx  
 离轴角决定了截切区域 -+ SF  
Cjqklb/  
规格：参数概述（12° x 46°光束） /y _O4  
5p<ItU$pnL  
   e+$p9k~  
k2c}3 MeP  
光束整形装置的光路图 k7?N ?7w  
SM0~fAtE  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 #!aN{nK0  
 因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点，那么到反射镜2的距离z必须是负的。 gVq;m>\|F  
UDL!43K  
反射光束整形系统的3D视图 x(hE3S#+  
e,F1Xi#d  
Q1O}ly}JS  
6-yd]("  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 uw[<5  
 绿线表示生成的光轴，由VirtualLab的基础定位方法生成（仅仅设置了距离z和倾角）。 F~%]6^$w  
ROg(U8 N  
详述案例 TH; R  
mef<=5t  
模拟和结果 C\/xl#e<@  
 ud xZ0  
结果：3D系统光线扫描分析 G;v8$)Zj  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 %+8F'&X  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 WM| dKF  
tk!t Y8j  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd C ~<'rO}|  
vy0X_DPCr  
使用参数耦合来设置系统 :`-,Lbg  
&<wuJ%'>)Z  
AvxfI"sp  
自由参数： P|.]DJ  
 反射镜1后y方向的光束半径 a:"Uh**  
 反射镜2后的光束半径 b7NM#Hb
 
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） 
jT8#C=a7  
 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。 i=i(%yQ%  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 )2V:  
)-0kb~;|  
:n0vQ5a  
J6U$qi  
x^kp^ /f  
8Eakif0CO  
GB>QK  
自由参数： w8kOVN2b  
 反射镜1后y方向的光束半径 4SlADvG
l  
 反射镜2后的光束半径 )Y2{_ bx4"  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） _CW(PsfY  
 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。 }\HN&@  

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