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2021-11-11 10:23 |
反射光束整形系统
光束传输系统(BDS.0005 v1.0) /*k_`3L qIQRl1Tw;V 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 SY[3O )RvX}y- >5:O%zQ@ ^V#,iO9.- 简述案例 B(94; ,( Ez0zk9 系统详情 Z+J4q9^$ 光源 h=:/9O{H - 强象散VIS激光二极管 $--+M
D29Q 元件 geqP. MR - 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜) rzn,NFI - 具有高斯振幅调制的光阑 i!e8-gVMP& 探测器 0.0-rd> - 光线可视化(3D显示) <Nqbp - 波前差探测 megTp - 场分布和相位计算 / +% - 光束参数(M2值,发散角) O0xqA\ 模拟/设计 u;-fG9xs - 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算 9jqsEd-SW - 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing): /*,_\ ; 分析和优化整形光束质量 lV%1I@[M 元件方向的蒙特卡洛公差分析 o!KDeY L*[3rqER 系统说明 cPNc$^Y Cd"{7<OyM4
]2qKc 模拟和设计结果 BR@m*JGajz /B~[,ES@1
*|dK1'Xr 场(强度)分布 优化后 数值探测器结果 ix4]^ oq+w2yR
+jwHYfAK)
T!KwRxJ23 -|uoxj> 总结 tMX$8W0
c /}m*|cG/ 实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 vBl:&99[/ 1.模拟 60u_,@rV 使用光线追迹验证反射光束整形装置。 a~$Y;C_#< 2.评估 p ZTrh&I] 应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 s) shq3O 3.优化 aYb97}kI 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。 X]D,kKasG 4.分析 R8Vf6]s_ 通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 G#7(6:=;,` +)"Rv%. 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。 Q}L?o /z*Z+OT2 详述案例 4F6aPo2 >- \bLr 系统参数 kt978qfk Nb`qM]& 案例的内容和目标 V&s|I oTR <4q H0< 在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。 src+z# Fds
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R/ZScOW[ 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 7}UG&t{ 之后,研究并优化整形光束的质量。 daI_@k Y" 另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 ~!
-JN}H m \toU zTT 模拟任务:反射光束整形设置 UgC65O2 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。 bT^dtEr[ LD}~]
sE6>JaH I'BhN#GhX
F`QViZ'n># k_=yb^6[U 规格:像散激光光束 ~I@lsCh WI/tWj0 由激光二极管发出的强像散高斯光束 Tn#Co$< 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 $ItjVc@U wwB3m&
w>&*-}XX WQ.0} n}d
+y?Ilkk;j :lcq3iFn 规格:柱形抛物面反射镜 0- )K_JV
[7FG;}lB- 有抛物面曲率的圆柱镜 EJ9hgE 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面
:-46"bP. 曲率半径等于焦距的两倍 :x*)o+ tTLg;YjN P9
<U+\z 规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型) k||t<&`Ze S%i^`_=Q 对称抛物面镜区域用于光束的准直 >CqzC8JF 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型) <h7cQ 离轴角决定了截切区域 [X.bR$> ;=ddv@ 规格:参数概述(12° x 46°光束) .:r~?$( 8Y?M:^f~
v _MQ]X F~mIV;BP 光束整形装置的光路图 ,yYcjs!=o lT^su'+bk
r!mRUw'u 由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。 *9aJZWf>V 因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点,那么到反射镜2的距离z必须是负的。
p+h$]CH mH'~pR>t 反射光束整形系统的3D视图 WTJ 0Q0U a[-!X7,IU
bO=|utpk ai{>rO3 }I 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 @%]A,\ 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)。 m+TAaK
9r!8BjA 详述案例 |1U_5w zfeT>S+ 模拟和结果 d~LoHp
Q.g/ 结果:3D系统光线扫描分析 *;o%*: 首先,应用光线追迹研究光通过光学系统。 i}) s4%a 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 e5|lz.o; fE-R(9K file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd $5R2QNg n 2%W;#oi? 使用参数耦合来设置系统 HL38iXQ(
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N~8#C @rTB&>` 自由参数: jx: IK 反射镜1后y方向的光束半径 j[G`p^ul 反射镜2后的光束半径 fZG Y'o&5 视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) 9L=mS 由于功能原理,所有系统参数(距离,焦距,直径)可以由光束参数分析计算。 Yj/afn(Jt 对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。 qO#3{kW uE-(^u
d1<";b2Jt^ YV
O$`W^N v/+ <YU
z5E%*] `H+"7SO 自由参数: 2Y
vr|] \8 反射镜1后y方向的光束半径 uU H4vUa 反射镜2后的光束半径 ^4dE8Ve"@ 视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) :<QknU}dwy 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。 ]juPm8eF
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