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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)
?+))J~@t
fO$){(]^
二极管激光光束使用无色散离轴反射装置进行准直和整形
HT6 [Z1
4WJY+)
T#H^ }`
c7jmzo
简述案例
t&xoi7!$
]bJz-6u#:
系统详情
rNR7}o~ qo
光源
cf88Fd6l/
- 强象散VIS激光二极管
54CJ6"q
元件
W|7|XO
- 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜)
bDM },(
- 具有高斯振幅调制的光阑
a$"nNm D?
探测器
w.-x2Zg},
- 光线可视化(3D显示)
VD$5 Djq
- 波前差探测
HbegdbTJ
- 场分布和相位计算
R(d<PlZ
- 光束参数(M2值,发散角)
)A$"COM4
模拟/设计
mUa#sTm
- 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算
&h0LWPl
- 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing):
T@tsM|pI
分析和优化整形光束质量
Zp>v
元件方向的蒙特卡洛公差分析
9h amxi
`*3A7y
系统说明
<NMJkl-r8r
F(yR\)!C
W;Y^(f
模拟和设计结果
pM?~AYWb
&{V |%u}v
oFj_o
场(强度)分布 优化后
数值探测器结果
ZC N}iQu4
!fzS' pkk.
o]q~sJVk6
NX&dJ 6a
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总结
Gr\ ]6
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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。
F qH))2
1.模拟
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使用光线追迹验证反射光束整形装置。
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2.评估
@G"nkB
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。
2g= 6s
3.优化
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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
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通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。
J8emz8J
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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。
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Voo'ZeZa
详述案例
Rn~'S2`u
mD'nF1o Ly
系统参数
pAOKy
Ddr.6`VJ
案例的内容和目标
KnkmGy
.dU91> ~Ov
在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。
~JT`q:l-q
#yochxF_
<=NnrZOF
目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。
klUV&O+=%
之后,研究并优化整形光束的质量。
ESCN/ocV
另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。
}|Qh+{H*.
k+9F;p7
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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6{I7)@>N
3+Lwtb}XPF
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n+8YTjd
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规格:像散激光光束
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jlBsm'M<m
由激光二极管发出的强像散高斯光束
}k VC]+
忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动
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v@{y}
Yh1</C
!V.]mI
wO,qFY
B&_:20^y~
规格:柱形抛物面反射镜
mfj{_fR3
~!({Unt+'
有抛物面曲率的圆柱镜
BbX$R`f
应用用锥形常数.-1来实现锥形界面
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曲率半径等于焦距的两倍
u.2X"
k M/:n
r ~{nlLO}
规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型)
WfO E I1
K}cZK
对称抛物面镜区域用于光束的准直
:$G^TD/n
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
&b@_ah+f
I%4eX0QY=z
规格:参数概述(12° x 46°光束)
oc"p5Y3,Os
t%mi#Gh(
XO;_F"H=
l iY/BkpH
光束整形装置的光路图
W>' DQB
pss')YP.
Xn"#Zy_
由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。
y;ey(
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 9(,JC0
'{,JuX"n
反射光束整形系统的3D视图
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gkK(7=r%
.B^tEBGVD
'cCM[P+
光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。
/[Nkk)8-
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)。
#`@)lU+/
yHY2 SXm
详述案例
D Z~036
s3Bo'hGxG
模拟和结果
:LuA6
s[4 qC
结果:3D系统光线扫描分析
.\`MoH
首先,应用光线追迹研究光通过光学系统。
-qSGa;PJ
使用光线追迹系统分析仪进行分析。
M7qg\1L
+sx(q@
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd
"U9e)a0v
xRZ K&vkKE
使用参数耦合来设置系统
tG]W!\C'h
xz`0V}dPl
=glG |
自由参数:
]Y,V)41gCE
反射镜1后y方向的光束半径
#}1yBxB<=
反射镜2后的光束半径
.5HD i-
视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量)
1&h\\&ic
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。
ke6,&s%{j
对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。
?z. Z_A&
* k\;G?
{dh@|BzsbH
W<#Kam:8e
/?>W\bP<
)3F}IgD
l(MjLXw5
自由参数:
Cf 202pF3y
反射镜1后y方向的光束半径
YPs9Pqkn
反射镜2后的光束半径
u$qasII
视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量)
S!-t{Q+j^
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。
mJ8EiRSE
yangzi123
2021-11-11 18:30
学习学习
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