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反射光束整形系统
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infotek
2021-11-11 10:23
反射光束整形系统
光束传输系统(BDS.0005 v1.0)
n2bhCd]j<b
ZK8)FmT_<O
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
B{`adq?pW
J)>DsQ+Cj
SK\@w9#&$
M; wKTTQy
简述案例
x.*^dM@V
%-blx)Pc
系统详情
{&,p<5o
光源
P!W%KobZ7|
- 强象散VIS激光二极管
Q;$k?G=l
元件
A7Ql%$v7^
- 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜)
fA6IW(_bi
- 具有高斯振幅调制的光阑
~i"=:D
探测器
reN\|?0{
- 光线可视化(3D显示)
&SE}5ddC7
- 波前差探测
g:M;S"U3*Y
- 场分布和相位计算
C8|V?bL
- 光束参数(M2值,发散角)
;_I>`h"r
模拟/设计
hn8xs5vN
- 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算
ChTq !W
- 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing):
"Xv} l@
分析和优化整形光束质量
}QCnN2bV
元件方向的蒙特卡洛公差分析
_d@YLd78P
H%O\4V2s
系统说明
ojy^A
<R7{W"QTA)
e"t0 rScA
模拟和设计结果
#"N60T@
Ic2?1<I ZA
,a{85HLr]
场(强度)分布 优化后
数值探测器结果
1%+-}yo<
uCDe>Q4@/
tn5%zJ#+
bFG~08Z ,d
<Q~N9W
总结
@:}c(j
Hh1_zd|
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。
[Arf!W-QG
1.模拟
Ab@G^SLX
使用光线追迹验证反射光束整形装置。
4/b.;$
2.评估
X<L=*r^C,=
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。
=\O#F88ui
3.优化
5skN'*oG
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。
G4@r_VP \
4.分析
_eKO:Y[e
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。
,u `xneOs
7[1Lh'u
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。
M@cFcykK
= wD#H@ h
详述案例
u"HGT=Nl
1,fR kQ
系统参数
"N}t =3i$
j}^w:W76
案例的内容和目标
S~Gse+*
A<+Dx
在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。
+HS]kF H
i(j/C
V'i-pn2gyu
目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。
gK rUv0&F
之后,研究并优化整形光束的质量。
R(wUu#n$
另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。
TF8#I28AD
%+~\I\)1
模拟任务:反射光束整形设置
D~C'1C&W
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。
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}^&S^N7
<F7a!$zQ
\4N8-GwZQ
h!w::cV
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规格:像散激光光束
3k1e
c2P}P* _
由激光二极管发出的强像散高斯光束
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忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动
fp [gKRSF
-ZaeX]^&Q\
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FP=B/!g
L I<S
规格:柱形抛物面反射镜
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QL7b<xDQC*
有抛物面曲率的圆柱镜
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应用用锥形常数.-1来实现锥形界面
b >D
曲率半径等于焦距的两倍
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3x[Cpg,
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规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型)
1=)M15
(Q8!5s
对称抛物面镜区域用于光束的准直
p\&O;48=
从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型)
2^o7 ^S
离轴角决定了截切区域
=%W:N|k
_*o<<C\E
规格:参数概述(12° x 46°光束)
9B0ON*`
Fl`U{03
@lN\.O
RcYUO*
光束整形装置的光路图
]rv\sD`[
e0`z~z]6&
$lxpwO
由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。
'[#y|
因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点,那么到反射镜2的距离z必须是负的。
mh3S?Uc
/yI4;:/
反射光束整形系统的3D视图
l'"nU6B&
p":u]Xgb
MJGT|u8O&
99=~vNn
光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。
t{>K).'
绿线表示生成的光轴,由VirtualLab的基础定位方法生成(仅仅设置了距离z和倾角)。
Py; 5z
KuP#i]Na
详述案例
vD#U+
W![K#r5T
模拟和结果
n6oOknCna
d0>U-.
结果:3D系统光线扫描分析
~[Tcl
首先,应用光线追迹研究光通过光学系统。
GB$`b'x@S
使用光线追迹系统分析仪进行分析。
_KM? ?&
SoU(fI[6
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd
-qP)L;n
&Gt{9#
使用参数耦合来设置系统
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j-K[]$
L3%frIUd
自由参数:
ogFo/TKM
反射镜1后y方向的光束半径
e}uK"dl(
反射镜2后的光束半径
ps<Ef
视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量)
FOG{dio
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。
T1d@=&0"
对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。
U"r*kO%
@[;'b$T$
8Yq06o38C
hi"C<b.
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}+!"mJx@
zQ=b|p]|W
自由参数:
oLoc jj~T
反射镜1后y方向的光束半径
\*t\=4
反射镜2后的光束半径
1X)#iY
视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量)
N?qETp -:
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。
S(PV*e8
yangzi123
2021-11-11 18:30
学习学习
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