[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） -!;2?6R9{  
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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 _D~l2M  
<G|i!Pm  
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简述案例 YBh|\  
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系统详情 ' ` _TFTO  
 光源 `#HtVI  
- 强象散VIS激光二极管 V=^B7a.;>  
 元件 F!7dGa$  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） mi[t1cN)=  
- 具有高斯振幅调制的光阑 Jq>rA  
 探测器 Gyx4}pV  
- 光线可视化（3D显示）
pwvzs`[;  
- 波前差探测 @k=UB&?I  
- 场分布和相位计算 lXtsnQOOK  
- 光束参数（M2值，发散角） V>Dqw!  
 模拟/设计 H9;0$Y(e-  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 mtU{d^B  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： Z8C~o)n9  
 分析和优化整形光束质量 <W] RyEg`  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 Ft E5
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系统说明 %
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模拟和设计结果 Q":,oZ2  
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数值探测器结果 e,kxg^  
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mT:NC'b<9  
GY>G}bfh  
总结 *+OS;R1<  
clG@]<a`_  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 {N3&JL5\"E  
1.模拟 :)Pj()Os|  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 3d
aI_Nx>  
2.评估 lArKfs/  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 C@`rg ILc  
3.优化 eFh7#~m  
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。 * N]^(+/A  
4.分析 =cpUc]~  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 }u9#S  
_01wRsm%2  
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。 =oBlUE  
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详述案例 \q
($8<  
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系统参数 }?\^^v h7  
gw!d[{#  
案例的内容和目标 cJMi`PQ;  
hK,a8%KnFA  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 ]]0Yh  
Fc#Sn2p*  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 ZNVrja*  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 zauDwV=  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 br^ A<@,d  
| C^.[)  
模拟任务：反射光束整形设置 h@E7wp1'~  
引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统，此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 (dfC}x(3h  
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JK`$/l|7  
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Q 0G5<:wc  
j]FK.G'  
规格：像散激光光束 l\F71pwSI  
35Fxzj $  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 /IN#1I!K  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 NVg
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J5(0J7C  
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#i.,+Q  
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(i L*1f   
规格：柱形抛物面反射镜 XUzOt_L5<  
                          IMr#5  
 有抛物面曲率的圆柱镜 8\"Gs z  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 81"` B
2  
 曲率半径等于焦距的两倍 ,jEc4ih4  
L2+cVR  
=\_gT=tZ  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） K-~gIlbQ`  
<}:` Y"  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 QyxUK}6mr  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） Q^ZM|(s#  
 离轴角决定了截切区域 ;W+8X-B  
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QO$F#  
规格：参数概述（12° x 46°光束） T>]T=  
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   ;@T0wd_i|  
0 zK{)HZ  
光束整形装置的光路图 rrr_{d/  
SkMFJ?J/  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 ;1[Z&Uv8  
 因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点，那么到反射镜2的距离z必须是负的。 S :8  
/q+;!E
M  
反射光束整形系统的3D视图 r8@]|`j  
yhYF "~CM  
,% QhS5e  
Nf^<pT[*  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 b~}$Ch3ymW  
 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）。 #gqh0 27  
mM72>1~L*  
详述案例 hrtz>qN  
yw$4Hlj5  
模拟和结果 * eC[74Kng  
bq9w@O  
结果：3D系统光线扫描分析 s:7/\h  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 tnaFbmp  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 'Gqv`rq&  
%2T i Rb  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd E0R6qS:'  
#kASy 2t  
使用参数耦合来设置系统 ?9a%g\`?:  
6_4B!  
BH1h2OEe#  
自由参数： ,#UZp\zZ*  
 反射镜1后y方向的光束半径 '{UKO7  
 反射镜2后的光束半径 \$ipnQv  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） S@qR~_>
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 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。 fE+zA)KX  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 O`c50yY  
itP`{[  
Cl`i|cF\  
!CWe1Dm  
q50F!yHC-  
RC/ 3\'  
s@ r{TXEn  
自由参数： 4lB??`UN  
 反射镜1后y方向的光束半径 (_zlCHB  
 反射镜2后的光束半径 WN+i3hC  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） N o6!gZ1  
 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。 nFNRiDx  

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