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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) a$w},=
`E u9TzZ 二极管激光光束使用无色散离轴反射装置进行准直和整形 c u\ls^ k4S} #!
EoKC8/ q:vz?G 简述案例 :=rA Yc3] uWUR3n 系统详情 (7IqY1W 光源 Up<~0 - 强象散VIS激光二极管 'Pf_5q 元件 ?QGmoQ) - 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜) ,5/V@;i - 具有高斯振幅调制的光阑 y)6,0K {k 探测器 >R( 8/#|E - 光线可视化(3D显示) ,VAp>x+O - 波前差探测 Ej'
7h~ =v - 场分布和相位计算 Yx6hA#7I - 光束参数(M2值,发散角) }<SNO)h3 模拟/设计 k]Zo-xh4 - 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算 p ss6Oz8 - 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing): w|=gSC-o 分析和优化整形光束质量 1 ojhh7< 元件方向的蒙特卡洛公差分析 WElrk:b {] O`gG 系统说明 :v`o6x8 PfyRZ[3)c
vK(I3db! 模拟和设计结果 4RhR[ tG/1pW
z/S,+!|z 场(强度)分布 优化后 数值探测器结果 3@G;'|z .Y! :x=e
{1~9vHAZ
W}>=JoN^J gC`)]*'tE 总结 X:Q$gO?[4 Rvvh{U;t 实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 Id%_{),HX 1.模拟 h2% J/69 使用光线追迹验证反射光束整形装置。 M`~!u/D7 2.评估 e&2wdH& 应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 ymtd>P" 3.优化 gv9=quG 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。 4YLs^1'TG0 4.分析 MHo1 lrZa+ 通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 l)Zs-V!M^\ W<NmsG})_g 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。 Tw//!rpG ,-@5NY1q 详述案例 A:eG5K} =MC~GXJSNw 系统参数 Q2eXK[?* L,~MicgV 案例的内容和目标 VFO\4:. &!jq!u$( 在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。 , H2YpZk Pd~MiyO;K
m"4B!S&Fc( 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 }E; F)=E 之后,研究并优化整形光束的质量。 0+EN@Y^dAV 另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 `U{mbw, w(BH247` 模拟任务:反射光束整形设置 /s
c.C 引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统,此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 ] TSg!H 1zjaR4Tf
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uR M{Bs |y"jZT6R}t
WA.AFt Z^zbWFO]5 规格:像散激光光束 ni6r{eSQ =Ikg.jYq&F 由激光二极管发出的强像散高斯光束 ug*D52? 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 vG
Vd =MLf[
>fzwFNdo +;q.Y?
uLN[*D 6:?rlh 规格:柱形抛物面反射镜 ? _<[T `qiQ$kz 有抛物面曲率的圆柱镜 phP>3f.T 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 KWhZ +i` 曲率半径等于焦距的两倍 Ht[{ryTxu 7>i2OBkAhB W
f@t4(i 规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型) RY=1H 1f4bt6[ 对称抛物面镜区域用于光束的准直 s_eOcm 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型) zgKY4R{V 离轴角决定了截切区域 DQJG,?e{ V U~Dk);Bv 规格:参数概述(12° x 46°光束) xx8U$,Ng sR=/%pVN
#S5`Pd!I A^Cj1:, 光束整形装置的光路图 l@~LV}BI UUtbD&\
or_+2aG 由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。 H+ZSPHs 因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点,那么到反射镜2的距离z必须是负的。 i$UQbd UAYd?r 反射光束整形系统的3D视图 )\ 0F7Z 5/I_w0
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9A KMjg;!y 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 dpzw.Z 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)。 G '#41>q+ 3/goCg 详述案例 ~OFvu}] LSd*|3E}n 模拟和结果 g+[kde;(^ py<_HyJ 结果:3D系统光线扫描分析 H[Weu 首先,应用光线追迹研究光通过光学系统。 F0dI/+ 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 GJQc!cqk 2x}6\t file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd \t.}-u<7{ w|Aqqe 使用参数耦合来设置系统 D`o<,Y %XRN]tsu m(47s 自由参数: xJ(:m<z 反射镜1后y方向的光束半径 yTAvF\s$( 反射镜2后的光束半径 N{joXHCu 视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) eaZQ2 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。 d@kc[WLD^ 对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。 ,4@|1z{bfm hR)2xz
6rDfQ`f\p Dy9\O77> HFtf
3<(q } jNl/!l7B 自由参数: tIZ~^*' 反射镜1后y方向的光束半径 kU*{4G|6 反射镜2后的光束半径 ^Udv]Wh 视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) e>H:/24 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。 #MgvG,
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