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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)
G,$nq4
BLaNS4e
二极管激光光束使用无色散离轴反射装置进行准直和整形
%CvVu)tc
'm6bfS^T
n~\; +U
,K\7y2/
简述案例
9@ fSO<
\ HUDZ2 s
系统详情
1Hr1Ir<KR
光源
:n{{\SSIgX
- 强象散VIS激光二极管
h6O'"
元件
RnRUJNlaG
- 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜)
Cx/J_Ro#
- 具有高斯振幅调制的光阑
_Y&.Nw
探测器
2AhfQ%Y=
- 光线可视化(3D显示)
,C><n kx
- 波前差探测
|X A0F\
- 场分布和相位计算
&uO-h
- 光束参数(M2值,发散角)
Y %bb-|\W
模拟/设计
K`9~#Zx$
- 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算
k]r4b`x`
- 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing):
yc3/5]E&
分析和优化整形光束质量
yUo8-O aL7
元件方向的蒙特卡洛公差分析
&Lt$~}*&6
JZxA:dg l
系统说明
gM;m{gXYK
H9ES|ZJs
=0EKrG
模拟和设计结果
[[<TW}
25vjn 1$sW
I9+h-t
场(强度)分布 优化后
数值探测器结果
RDHK'PGA
K.wRz/M&g
d1c+Ii%
_wb]tE ~g
!xR9I0V5
总结
-['& aey}a
B1~`*~@
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。
/LWk>[Z;
1.模拟
L(Twclrb
使用光线追迹验证反射光束整形装置。
Nb ~J'"
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。
vI(LIfe;
3.优化
:nb|WgEc
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。
~%h )G#N
4.分析
m`8{arz2
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。
PH8 88O
'bM=
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。
j~ds)dW%`&
OZf@cOTWK
详述案例
$#5'c+0
S{e3aqT#N
系统参数
qfCZ [D
IZ>l
案例的内容和目标
VV$#<D<)
$X Uck[
在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。
qP;1LAX
B;8Zl m9
"y7\F9
目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。
P~!,"rY
之后,研究并优化整形光束的质量。
l(Hz9
另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。
%$ o[,13=
7w9'xY
模拟任务:反射光束整形设置
.K4)#oC
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。
k.54lNl
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d\3 %5Y
+(:Qf+:
#0h}{y E
@,,G]4zZ!
规格:像散激光光束
F`eE*&
.Y7Kd+)s)L
由激光二极管发出的强像散高斯光束
d42Y` Wu
忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动
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nJv=kk1|o
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*mj=kJ7(
规格:柱形抛物面反射镜
~e,l2 <
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有抛物面曲率的圆柱镜
Zi]E!Tgn
应用用锥形常数.-1来实现锥形界面
kUGFg{"
曲率半径等于焦距的两倍
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H-e$~vEbP
Z VdQ$
规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型)
J{a9pr6
j7w9H/XF}
对称抛物面镜区域用于光束的准直
sx7zRw >X
从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型)
"v0bdaQH3
离轴角决定了截切区域
*K?UWi#$
& uwOyb
规格:参数概述(12° x 46°光束)
[8Z#HjhQ
4/*@cW
zXlerQWUv
lq3D!+m
光束整形装置的光路图
l\N2C4NG
Qp:m=f6@
}zkFl{/u
由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。
s"$K2k;J
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。
kQ&Q_FSO
8#,_%<?UVy
反射光束整形系统的3D视图
@C=gMn.E
FaWc:GsfB
6Xo "?f
3 .j/D^
光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。
]3 GO_tL
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?('VOy)
x_-V{ k
详述案例
Fo;J3<U)
Jo;&~/V
模拟和结果
"|&3z/AUh
$g VbeQ
结果:3D系统光线扫描分析
F3o"ETle
首先,应用光线追迹研究光通过光学系统。
_~umE/tz
使用光线追迹系统分析仪进行分析。
:6(@P1vA 6
Cq<Lj
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd
.X.6<@$
x7gd6"10^
使用参数耦合来设置系统
E^{!B]/oP
jHHCJOHB8
:YkAp9civ
自由参数:
9 2D~trn
反射镜1后y方向的光束半径
eYkg4 O'
反射镜2后的光束半径
s7:_!Nd@8
视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量)
H13\8Te{
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。
E|RC|Sz=u
对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。
s]A8C^;c
LN$T.r+
X6t9*|C
hHDLrr
vQ2{+5!|
L"S2+F)n
qZV|}M>P)
自由参数:
v}AjW%rB
反射镜1后y方向的光束半径
a[rb-Z
反射镜2后的光束半径
;0 +Dx~
视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量)
'T qF}a7
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。
@6R6.i5d
yangzi123
2021-11-11 18:30
学习学习
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