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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) c&>S 0j\} @ 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 O0`o0!=P t%S2D G;jX@XqZ +f){x9
: 简述案例 eDkJ+5b Fy#y.jK9v 系统详情 ~<.%sVwE 光源 J 2H$ALl - 强象散VIS激光二极管 8'<RPU}M 元件 AHB_[i'>7 - 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜) |K.J@zW - 具有高斯振幅调制的光阑 NCX`-SLv 探测器 >;^t)6 - 光线可视化(3D显示) DH9p1)L' - 波前差探测 xR~9|H9a - 场分布和相位计算 P7`RAz - 光束参数(M2值,发散角) u{J\X$] 模拟/设计 f%[0}.wp - 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算 \281X - 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing): I+GP`=\ 分析和优化整形光束质量 FE=vUQXE2 元件方向的蒙特卡洛公差分析 5K#<VU*: r"4&.&6 系统说明 NG+%H1!$_ "wi}/,)
zE8qU; 模拟和设计结果 ;;>G}pG /ka "YU
j=kz^o~mH 场(强度)分布 优化后 数值探测器结果 p3Z[-2I `Lj'2LoER
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ET\>cxSp /A82~ 总结 w678 W.sH 实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。
[1Q: 1.模拟 w,zm$s ^ 使用光线追迹验证反射光束整形装置。 ecdM+kP 2.评估 Ue&I]/?;$ 应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 !*!i&0QC~R 3.优化 *|B5,Ey 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。 _m@+d>f_ 4.分析 "ivSpec.V 通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 X,`^z,M%I DR<=C`<4( 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。 =`+c}i? ^!7|B3` 详述案例 0RF<:9@x2 K<vb4!9Z9 系统参数 zgPUW z
X= g0k{b 案例的内容和目标 {C'9?4& Ksb55cp` 在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。 [pzo[0G 'v l<UJ@XID$
9Itj@ps 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 {1}p+dEK 之后,研究并优化整形光束的质量。 UNCI"Mjb 另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 f-5}`)`.+ ? oQ_qleuo 模拟任务:反射光束整形设置 !{S HlS 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。 55V&[>|K5 !=p^@N7
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>J ,3bAlc8D7
D {N,7kT ~+&Z4CYb 规格:像散激光光束 Rf#t|MW*# X+'B*K$ 由激光二极管发出的强像散高斯光束 .]LP327u 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 ZJ'FZ8Sx \heQVWRl
q/dja Yg!xlrxA
sSsRn*LN-: !3Ed0h]Bfa 规格:柱形抛物面反射镜 Y/`*t(/5 Vbp`Rm1? 有抛物面曲率的圆柱镜 oF=UjA 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 c n^z=? 曲率半径等于焦距的两倍 "a]Ff&T- mAuN* ( P7y.:%DGD0 规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型) qAirH1# &)F#cVB 对称抛物面镜区域用于光束的准直 i4\m/&of3y 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型) (a@}J.lL 离轴角决定了截切区域 _-nIy*', = ^<v]x;
3 规格:参数概述(12° x 46°光束) O_|p{65 }NF7"tOL
]V.0%Ccw;. >@i{8AD 光束整形装置的光路图 #]e](j>] (7?jjH^4
{U7A&e0eW 由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。 Jsw%.< 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。 j[&C6l+wH -: 8[ 反射光束整形系统的3D视图 5}he)2*uD F'3-*>]P
YN($rAkL 50Y^##]& 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 3`>nQ4zC 绿线表示生成的光轴,由VirtualLab的基础定位方法生成(仅仅设置了距离z和倾角)。 WG(%Pkowv `ILO]+`5 详述案例 [B" CNnA v@;!fBUt 模拟和结果 mFeoeI,Jv <|c[
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结果:3D系统光线扫描分析 -?PXj)< 首先,应用光线追迹研究光通过光学系统。 [;qZu`n> 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 hwB>@r2 _5SA(0D#9 file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd ,]8$QFf E@D}Sqt 使用参数耦合来设置系统 YDdY'd`* M`gr*p O/bpm-h`8c 自由参数: ey! { 反射镜1后y方向的光束半径 BZ-)XF'4 反射镜2后的光束半径 )\|Bghui 视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) [SA$d`B/ 由于功能原理,所有系统参数(距离,焦距,直径)可以由光束参数分析计算。 Ialbz\;F2% 对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。 -3eHJccB {Wh7>*p{3
QP0[ G2e0\}q eK'ztqQ
t}2$no? d@0& 自由参数: ? bnhx 反射镜1后y方向的光束半径 7l|D!`BS 反射镜2后的光束半径 :c^9\8S
视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) kG70j{gf 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。 Q^z&;%q1
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