[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） ]|[oL6"  
<gKT7ONtg  
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 ?8n`4yO0  
B@l/'$G  
/nRi19a%xU  
p/xxoU  
简述案例 kfBVF%90  
A|8(3PiP  
系统详情 RI"A'/56  
 光源 (&FSoe/!['  
- 强象散VIS激光二极管 y!Q&;xO+!  
 元件 ,\f!e#d  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） n8[ sl]L  
- 具有高斯振幅调制的光阑 Z*QsDS  
 探测器 CC>]Gc7  
- 光线可视化（3D显示） b$+.}&M  
- 波前差探测 {|6(_SM|  
- 场分布和相位计算 Qd 1Q~PBla  
- 光束参数（M2值，发散角） fNc3&=]]  
 模拟/设计 #!KbqRt  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 XU .FLNe  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： 8|`4D 'Ln  
 分析和优化整形光束质量 B`}?rp  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 Mjrl KI}f/  
%J?;@ G)r  
系统说明 Im1e/F]  
g&H6~ +\
 
1+PLj[;jJ:  
模拟和设计结果 B]q &?~  
J A ]s  
数值探测器结果 }\B`tAN  
# &o3[.)9  
vW 0m%  
)%U&z>^P  
H~1*`m  
总结 cejSGsW6q  
:Q=Jn?Gjb  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 IDb|J%e^P  
1.模拟 . Yg)|/  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 0}k[s+^  
2.评估 n3-u.Fb  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 vAi kd#C)  
3.优化 u<./ddC  
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。 HjV3PFg  
4.分析 tB4- of3+  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 !dYkvoQNn  
<XX\4[wb  
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。 iVzv/Lqm1  
H?8KTl=e  
详述案例 NA>h$N  
@!&\Z[",  
系统参数 l=[<gPE  
p mcy(<  
案例的内容和目标 |_8-3  
EX7cjQsml  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 s(J,TS#I]  
I2(5]85&]s  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 .HF+JHIUu  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 ScYw3i  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 900#K   
bWo-( qxq  
模拟任务：反射光束整形设置 :bFmw d
X  
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。 $%"i|KTsv:  
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R{:
 
C] qY  
=xWZJ:UnU  
7-.YVM~R  
E$; =*0w  
规格：像散激光光束 :O)\v!Z  
MbC7`Sp&i  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 &/}]9 #  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 _ro^<V$%  
}x`W+r  
G2U=*|  
W)ihk\E  
V03U"eI="  
>_(Xb%w  
规格：柱形抛物面反射镜 nVko]y  
                         t&^9o$  
 有抛物面曲率的圆柱镜 s\,F6c  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 `Lb^!6`)  
 曲率半径等于焦距的两倍 *x2+sgSf_0  
6uW?xB9  
LCx{7bN1ro  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） mBSa*s)  
vF0#]  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 $]Kgs6=r  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） /UTeaM!?"  
 离轴角决定了截切区域 [U
Ro#  
)4>M<BO  
规格：参数概述（12° x 46°光束） 0m$f9b|Q?  
u~7m
H  
   sxIvL7jl  

F0W4B  
光束整形装置的光路图 M?Tb9c?`  
W\:!v%C  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 ~+}w>jIm{|  
 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。 k'E3{8<!  
:0x,%V74_!  
反射光束整形系统的3D视图 <|[G=GA\S!  
x1</%y5ev  
Ppi/`X  
CRf!tsj@  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 A}pmr  
 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）。 $$ouqLu  
8TGO6oY+=  
详述案例 a|rN %hA4  
{I0b%>r=  
模拟和结果 pQAG%i^mF  
a~E@scD  
结果：3D系统光线扫描分析 )zz^RB\p  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 ;[TC`DuNj0  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 1$T;u~vg  
yH5^EY7rQ  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd V/5.37FSb  
?=,4{(/)  
使用参数耦合来设置系统 ]=\vl>W  
dCv@l7hE  
C4wJSQl_I  
自由参数： r8>(ayJ,  
 反射镜1后y方向的光束半径 F5la:0fb  
 反射镜2后的光束半径 Agt6G\n  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） 4j^-n_T  
 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。 $BHbnsaQ  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 Otq`45  
?}|l )  
Cq\1t  
:j_OO5b!  
-5;Kyio  
9D@ $Y54  
)c|S)iJ7=z  
自由参数： .,Qj3  
 反射镜1后y方向的光束半径 RO.GD$ 3n  
 反射镜2后的光束半径 wM
Fo8;L  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） Tj5G /H>   
 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。 y.,S}7l:
 

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