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2016-11-13 21:47 |
VirtualLab运用:反射光束整形系统
光束传输系统(BDS.0005 v1.0) N`|Ab(. 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 }JpslY*aS G(|(y=ck xn x1`|1u 简述案例 qY~$wVY( c^[1]'y 系统详情 ,TfI 光源 !>kv.`|7~ - 强象散VIS激光二极管 X?}GPA4 W 元件 M-qxD"VtV= - 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜) )r6SGlE[Y - 具有高斯振幅调制的光阑 2Fp]S
a 探测器 _F/lY\vm - 光线可视化(3D显示) M;TfD - 波前差探测 84oW - 场分布和相位计算 o YI=p3l - 光束参数(M2值,发散角) s*~jvL 模拟/设计 9bcyPN - 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算 Hb AMoow! - 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing): M_.,c Vk 分析和优化整形光束质量 DneSzqO"o 元件方向的蒙特卡洛公差分析 O]%m{afM t1{%FJ0F 系统说明 8.3_Wb(c C7 &
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W.6JnYLQ& 模拟和设计结果 )}it,< I#hg(7|",
m[Ac'la 场(强度)分布 优化后 数值探测器结果 :mtw}H 'F8 1q233QSW)
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QB|fFj58u 6RT0\^X*: 总结 at(p,+ % .bBQhf.&" 实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 RW PdS 1.模拟 dV=5_wXZ$ 使用光线追迹验证反射光束整形装置。 d|?(c~ 2.评估 wrb& ta 应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 |e[0Qo@ 3.优化 3(GrDO9^ 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。 I7z]%Z 4.分析 JO^
[@ 通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 [11-`v0 8OtUY}R 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。 n
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kgL;$h 详述案例 e%c5OZ3~ ~$ qJw?r
系统参数 N[bf.5T -r'seb5 案例的内容和目标 KJJb^6P48W XM@i|AK
M0 在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。 2GKU9cV*` #bZ=R
&b6@_C9 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 l5OV!<7~X 之后,研究并优化整形光束的质量。 dQ|Ht[s= 另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 C<@1H>S4_
Z#t)Z " 模拟任务:反射光束整形设置 ~)8i5p;P/k 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。 jv=f@:[`I /FV6lR!0^
7>@/*S{X m;+1;B
W#_gvW }_/h~D9-T# 规格:像散激光光束 UpseU8Wo P:-/3 由激光二极管发出的强像散高斯光束 x&/Syb 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 +Y]*>afG V;]VwsZ"
e27CbA{_w 8Y~T$Yj^
UVmyOC[Y{ )hJjVitG 规格:柱形抛物面反射镜 DSZhl-uGM 2|>wY% 有抛物面曲率的圆柱镜 la|l9N^, 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 L\b_,'I 曲率半径等于焦距的两倍 \lIHC{V\ &`Z)5Ww &Wz:-G7<n 规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型) m:O2_%\l zp-~'kIJ 对称抛物面镜区域用于光束的准直 |Pl{Oo+ 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型) !enz05VW6. 离轴角决定了截切区域 sl
@6 HtYR 0J 规格:参数概述(12° x 46°光束) \0T*msYQ *xTquV$
tUF]f6 6U9Fa=%>} 光束整形装置的光路图 Ns8NaD c
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j=% -b] 由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。 K5rj!*x.o 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。 8B+^vF
)^#Zg8L 反射光束整形系统的3D视图 6Q.whV%y ?o5#Ve$-X
O|zmDp8a+ 'c(Y")QP 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 6;XpLivP7 绿线表示生成的光轴,由VirtualLab的基础定位方法生成(仅仅设置了距离z和倾角)。 i1@g Hk 0M2+?aKif 详述案例 5<?$/H|7T \JC(pn 模拟和结果 Dohe(\C@ i j;'4GzQL 结果:3D系统光线扫描分析 9sU,.T 首先,应用光线追迹研究光通过光学系统。 7gmMqz"z(> 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 h,?Yw+#o" H4A+Dg, file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd Cs=i9.-A Bin&:%|9? 使用参数耦合来设置系统 D|'Z c& J
uKaRR~ 自由参数: c}s3c
>`d 反射镜1后y方向的光束半径 ^@"f%3 反射镜2后的光束半径 |ema-pRC 视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) vJ} 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。 cty#@?"e 对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。 jF85bb$ 5j5t?G;d,
d}J#wT HV(*6b@
Mn;CG'FA 481u1 自由参数: V t;&2v 反射镜1后y方向的光束半径 [c )\?MWW 反射镜2后的光束半径 !& | |