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    [技术]反射光束整形系统 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-11-11
    光束传输系统(BDS.0005 v1.0) T~0k"uTE  
    4db(<h  
    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 ~Wo)?q8UY,  
    pi<TFe@eG  
    eqw0]U\pv  
    Zwz&rIQpT  
    简述案例
    *!s;"U  
    /1mW|O>0  
    系统详情 uN([*'0Cg  
    光源 Q/>{f0  
    - 强象散VIS激光二极管 [Zei0O  
     元件 2EZb )&Q  
    - 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜) bef_rH@`  
    - 具有高斯振幅调制的光阑 m< _S_c  
     探测器 ojyIQk+  
    - 光线可视化(3D显示) (bsXo q  
    - 波前差探测  ks$JP6  
    - 场分布和相位计算 ho##Z*O  
    - 光束参数(M2值,发散角) /x_o!<M  
     模拟/设计 x8S7oO7  
    - 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算 OQW#a[=WQ  
    - 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing): h 3]wL.V  
     分析和优化整形光束质量  A) ;  
     元件方向的蒙特卡洛公差分析 \b%kf99  
    fF b_J`'ue  
    系统说明 ]gYz 4OT  
    CC#;c1t  
     J5^'HU3  
    模拟和设计结果 bFe+m1Q_  
    GrUCZ<S  
    xx[9~z=d  
    场(强度)分布                                   优化后
    数值探测器结果 ZovW0Q)m  
    O8B\{T1  
    ne 4Q#P  
    dZi"$ g  
    Y.g59X!Ub2  
    总结 Z .92y  
    h }B% /U  
    实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 %Ev4]}2C1  
    1.模拟 :yUEkm8  
    使用光线追迹验证反射光束整形装置。 .Fdgb4>BXX  
    2.评估 c-B cA  
    应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 -r-k_6QP  
    3.优化 R8ZK]5{o  
    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。 ;kY(<{2  
    4.分析 Ney/[3 A  
    通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 :A/d to  
    Y;?{|  
    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。 S:h{2{  
    ILGMMA_2  
    详述案例 ogyTO|V=  
    ;M)QwF1  
    系统参数 \ExMk<y_&  
    ,6-:VIHQ  
    案例的内容和目标 Tj:B!>>  
     R}O_[  
    在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。 *MKO I'  
    vN`klDJgW[  
    8fl`r~bqZ  
     目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 OX\A|$GS  
     之后,研究并优化整形光束的质量。 -*1J f&  
     另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 Tf'hc]`vS  
    C{U?0!^  
    模拟任务:反射光束整形设置 RZXjgddL  
    引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统,此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 )h7<?@wv&  
    vSEuk}pk  
    jYk&/@`Ly  
    D]zwl@sRX:  
    <0Xf9a8>  
    ;lE%M  
    规格:像散激光光束 ,J+}rPe"sf  
    .%xn&3  
     由激光二极管发出的强像散高斯光束 :tV*7S=)  
     忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 ~E17L]ete  
    pH9VTM.*  
    LRL,m_gt  
     y3@H/U{  
    !LNayk's>  
    HiZ*+T.B  
    规格:柱形抛物面反射镜
    ItNz}4o|d  
                             QIG$z?  
     有抛物面曲率的圆柱镜 T&6l$1J  
     应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 os=e|vkB*  
     曲率半径等于焦距的两倍 MTuV^0%jD  
    CsGx@\jN  
    La`NPY_:>  
    规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型) ssfr}fzH  
    >qnko9V  
     对称抛物面镜区域用于光束的准直 0X6YdW_2X  
     从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型) ua3~iQj-  
     离轴角决定了截切区域 LSL/ZvSP  
    m*&]!mM"0G  
      
    规格:参数概述(12° x 46°光束) ]d$8f  
    ldU?{o:\s  
       &u$Q4  
    oB(?_No7  
    光束整形装置的光路图 c"f-3kFv  
    5_GYrR2  
    =^M/{51j  
     由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。 DhKS pA  
     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。 <cps2*'  
    8\&X2[oAD  
    反射光束整形系统的3D视图 &6/[B_.  
    xQ7l~O b  
    "H'B*vc-  
    3dg1DR;  
    光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 #NEE7'&S  
     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)。 ` Fa~  
    $*^7iT4q_t  
    详述案例 ]E5o1eeg  
    D+TD 95t  
    模拟和结果 03$mYS_?  
    `V}q-Zdy  
    结果:3D系统光线扫描分析 f z'@_4hg  
     首先,应用光线追迹研究光通过光学系统 ZF!h<h&,  
     使用光线追迹系统分析仪进行分析。 0"jY.*_EW  
    ^9v4OUG  
    file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd `KZm0d{H  
    d[iQ` YW5  
    使用参数耦合来设置系统 b6,iZ+]  
    Ouk ^O}W6  
    uy>q7C  
    自由参数: `+]Qz =}  
     反射镜1后y方向的光束半径 ?>7[7(|  
     反射镜2后的光束半径 'TTLo|@"-  
     视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) m+ =] m_  
     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。 ^um<bWNc  
     对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。 <$D`Z-6  
    8?xE6  
    R)c?`:iUB  
    OAgniLv  
    M H|Og84  
    0_jf/an,%  
    y6g&Y.:o  
    自由参数: xK>*yV  
     反射镜1后y方向的光束半径 /J]5H  
     反射镜2后的光束半径 nGC/R&  
     视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) %Hu5K>ZNYp  
     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。 ./\@Km?  
     
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