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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)
c+XR
xT(.#9
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
J@{Bv%
kZEy
HY#("=9< h
dM.Ow!j
简述案例
93b5S>&r
]>!_OCe&
系统详情
E0Xu9IW/A
光源
a'fb0fz
- 强象散VIS激光二极管
o%Q'<0d
元件
S%|' /cFo
- 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜)
oYm"NDS_.
- 具有高斯振幅调制的光阑
T U6EE
探测器
`b$I)UUm
- 光线可视化(3D显示)
$jL.TraV7
- 波前差探测
7cQw?C
- 场分布和相位计算
ECfY~qK
- 光束参数(M2值,发散角)
_\]UA?0
模拟/设计
R dzIb-
- 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算
]qQB+]WN
- 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing):
../(gG9
分析和优化整形光束质量
~.SU$
元件方向的蒙特卡洛公差分析
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t/c^hTT
系统说明
E_*T0&P.P
1O{67Pf
9$t@Gmn
模拟和设计结果
A#\X-8/
@XJv9aq
ku=q:ryO
场(强度)分布 优化后
数值探测器结果
'?[msX"aqa
hD=D5LYAZ
|LhuZ_;1xo
g-`NsqzD
!b Km}1T
总结
z}|'&O*.F
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实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。
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1.模拟
3?<vnpN=5d
使用光线追迹验证反射光束整形装置。
z(` kWF1<
2.评估
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应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。
]z$<6+G
3.优化
6 >2! kM7
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。
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4.分析
Z%{2/mQ
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。
=!2
|hAGgo/03
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。
e;v2`2z2
uDUSR+E>
详述案例
<aS1bQgaU
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系统参数
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F.6SX (x
案例的内容和目标
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在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。
"5FeP;
NH!!.Z"
2I5@zm ea
目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。
}r[BME
之后,研究并优化整形光束的质量。
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另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。
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{0~ p" %*
模拟任务:反射光束整形设置
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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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规格:像散激光光束
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4i \n1RW
由激光二极管发出的强像散高斯光束
?M);wBe(
忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动
?uLqB@!2
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+Y+kx"8
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!`o=2b=N
规格:柱形抛物面反射镜
~PHG5?X
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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
F~6[DqF\|
曲率半径等于焦距的两倍
o<;"+ @v
(uE_mEIsv
$0 )K [K
规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型)
bk2vce&
!{+(oDN
对称抛物面镜区域用于光束的准直
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从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型)
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离轴角决定了截切区域
4 0eNgm^
!|]%^G
规格:参数概述(12° x 46°光束)
<_}u5E)7(
]dH;+3}
asb")NfIm
mi+I)b=
光束整形装置的光路图
q0o6%c:gW
*@< jJP4
c&ymVB?G:1
由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。
oJEind>8O
因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点,那么到反射镜2的距离z必须是负的。
t ?rUbN
h",kA(+P
反射光束整形系统的3D视图
Q!WXFS
;>bcI).
ZJ1%
rz5AIe>Hm
光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。
v="i0lL_
绿线表示生成的光轴,由VirtualLab的基础定位方法生成(仅仅设置了距离z和倾角)。
_DS_AW}D
s:CsUl |
详述案例
um~U_&>
fnl~0
模拟和结果
X)P9f N~7
A@4sb W_
结果:3D系统光线扫描分析
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首先,应用光线追迹研究光通过光学系统。
Xf(H_&K
使用光线追迹系统分析仪进行分析。
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F[5[@y
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd
R1)v;^B|)
5=(fuY3
使用参数耦合来设置系统
+G)L8{FY(
j&~`H:=E
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自由参数:
`saDeur#X
反射镜1后y方向的光束半径
2NB/&60<
反射镜2后的光束半径
R<}UT
视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量)
XnR9/t
由于功能原理,所有系统参数(距离,焦距,直径)可以由光束参数分析计算。
=wEU+R_#o
对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。
TL'^@Y7X5
\iVb;7r)9:
=MMU(0 E
N;gI %6
M<$a OW0
&V"9[0
d|I?%LX0p
自由参数:
vf^`'
反射镜1后y方向的光束半径
Vh=10Et
反射镜2后的光束半径
{{N*/E^
视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量)
w8~B@}%
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。
D[#6jJAb
yangzi123
2021-11-11 18:30
学习学习
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