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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)
6(Za}H
<Y~?G:v6+
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
F[PIo7?K
EQZu-S`kv
P'f0KZL;
Td tn-
简述案例
i(DoAfYf/q
`L p3snS
系统详情
~Wy&xs ZH
光源
Trd/\tX#v&
- 强象散VIS激光二极管
3 $7TeqfAC
元件
<[{Ty+
- 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜)
%gj's-!!
- 具有高斯振幅调制的光阑
`k y>M-
探测器
sVP[7&vr~
- 光线可视化(3D显示)
<L|eY(:
- 波前差探测
Wy^43g38'p
- 场分布和相位计算
XVwaX2=L
- 光束参数(M2值,发散角)
:&D>?{b0
模拟/设计
B.w ihJVDg
- 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算
N)'oX3?x
- 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing):
,4dES|)sP
分析和优化整形光束质量
tY$ .(2Ua
元件方向的蒙特卡洛公差分析
VB6EM|bphl
2 mM0\ja
系统说明
Cb}hE ro
3&Dln
r~q*E'n
模拟和设计结果
e ='bc7$
VYw vT0
RqTW$94RD
场(强度)分布 优化后
数值探测器结果
Abr:UEG
;)Rvk&J5
QuFcc}{<]
:%GxU;<E{
0Yz &aH
总结
b|U48j1A
"0Xa?z8"
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。
~F7 +R
1.模拟
,a_F[uK
使用光线追迹验证反射光束整形装置。
7{=<_
2.评估
GRpS^%8i@
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。
I"awvUP]a[
3.优化
I#(D.\P
利用一个具有高斯形状孔径函数的光阑和经典场追迹引擎来优化M2参数。
`jY*0{
4.分析
u@d`$]/>F
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。
$Yfm>4
q^}QwJw
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。
/BC(O[P
[ bv>(a_,
详述案例
,aI 6P-
J;+AG^U<
系统参数
:nki6Rkowt
U85t !U
案例的内容和目标
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.S/W_R
在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。
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>@^z?nb
$I(2}u?1+d
目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。
9:0JWW^so
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。
$^R[t;
42:~oKiQ$"
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。
I^ W
U(5(0r
\~ O6S`,
cWIX!tc8
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CFD& -tED&
规格:像散激光光束
W2h^ShG
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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
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规格:柱形抛物面反射镜
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*%5#\ I
有抛物面曲率的圆柱镜
*1iJa
应用用锥形常数.-1来实现锥形界面
@;x|+@r
曲率半径等于焦距的两倍
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(PU0\bGA
Ty\&ARjb 8
规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型)
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>69xl^Gd
对称抛物面镜区域用于光束的准直
}_}C ^
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
c:"*MM RC
LoUi Yf
规格:参数概述(12° x 46°光束)
+jzpB*@
yNdtq\h
LKY4rY!|@d
%YefTk8cr,
光束整形装置的光路图
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csT_!sII
5~4I.+~8
由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。
Z 2Fm=88
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。
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@m! ~![
反射光束整形系统的3D视图
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[qlq& ?"
6N\~0d>5m
<||F$t
光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。
{'G@- +K
绿线表示生成的光轴,由VirtualLab的基础定位方法生成(仅仅设置了距离z和倾角)。
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/lDW5;d
详述案例
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模拟和结果
y.5mYQA4=[
UZMo(rG.]{
结果:3D系统光线扫描分析
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首先,应用光线追迹研究光通过光学系统。
kx3H}od]
使用光线追迹系统分析仪进行分析。
MX6*waQ-<
jfZ(5Qu3.H
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd
?mS798=f
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使用参数耦合来设置系统
D|9C|q
}q T @.
%l[Cm4
自由参数:
xZPSoxu
反射镜1后y方向的光束半径
`23&vGk}
反射镜2后的光束半径
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视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量)
nCh9IF[BL/
由于功能原理,所有系统参数(距离,焦距,直径)可以由光束参数分析计算。
IB /.i(
对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。
?2OT :/ I,
tc\LK_@$/F
% ~J90a
FyJI@PZdI-
REB8_ H"
j[m\;3Sp
2{!'L'km
自由参数:
3=@7:4 A
反射镜1后y方向的光束半径
D; H</5#Q
反射镜2后的光束半径
$$<9tqA
视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量)
R}Uvi9?
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。
NwD*EuPF :
yangzi123
2021-11-11 18:30
学习学习
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