[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） Q}ebw
 
Vgy}0pCl  
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 s9
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Y:|_M3&'o  
简述案例 sg@)IEg</v  
k.Tu#7  
系统详情 QLNQE6-  
 光源 PF$K> d  
- 强象散VIS激光二极管 OVr, {[r  
 元件 fq*.4s #  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） |#<PI9)`  
- 具有高斯振幅调制的光阑 /8V#6d_
 
 探测器 ^kg[n908Nw  
- 光线可视化（3D显示） >uMj}<g#Z?  
- 波前差探测 nXjf,J-T  
- 场分布和相位计算 QcZ*dI7]:
 
- 光束参数（M2值，发散角）
S3cjw9V  
 模拟/设计 ?xTMmm  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 =HJ)!(  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： t;wfp>El  
 分析和优化整形光束质量 SplEY!.k  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 p3?!}VM!y  
r!/=Iy@  
系统说明 8r7}6  
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模拟和设计结果 6{2LV&T=u  
7:fC,2+  
数值探测器结果 R"Ol'y{  
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5|l&` fv`  
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<]f ru1  
总结 #$h~QBg  
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-]vf$u  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 ]"'$i4I{R  
1.模拟 N[$bP)h7  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 b"U{@  
2.评估 _g+^jR4  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 )vH6N_  
3.优化 r>fx55dw  
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。 <~:Lp:6 J  
4.分析 r:h\{DVf  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 9qIdwDRY  
1mT3$Z  
对于复杂的光束整形装置，特别是离轴系统，可以使用VirtualLab来进行高效的模拟和分析。模拟过程中，根据情况应用不同的模拟引擎。 +5n,/YjS`  
f.?p"~!  
详述案例 w2BIf[~t  
V!!E)I  
系统参数 j{)_&|^{  
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案例的内容和目标
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在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 m.ib#Y)y  
9b`J2_ ]k  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 A%H"a+  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 FI@!7@  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 w6C0]vh  
>kK;IF9h  
模拟任务：反射光束整形设置 Ns.b8Y  
引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统，此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 JA!O,4  
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ElNKCj<M  
g_z%L?N  
ya7/&Z )0  
(rfU=E  
规格：像散激光光束 H]@M00C  
/A3tY"Vn  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 jkd'2  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 +bwSu)k  
Hm=!;xAFX  
?`PG`|2~  
83,ATQg  
`TNWLD@Z  
HorFQ?8  
规格：柱形抛物面反射镜 n6T@A;_g  
                         P$E#C:=  
 有抛物面曲率的圆柱镜 Wi3:;`>G<p  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 >;Er[Rywr  
 曲率半径等于焦距的两倍 0)/L+P5  
(8C ,"Dc[0  
Y*
-#yG9  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） :BLD&mb"Y  
?3ldHWa  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 vu^ '+ky  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） 7hPiPv  
 离轴角决定了截切区域 ` <+MR6M  
)l}Gwd]h  
规格：参数概述（12° x 46°光束） b(8#*S!U  
N%Gb  
   BD6oN]  
}?zy*yL  
光束整形装置的光路图 U~krv>I  
p<#WueR[  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 d(u"^NH;  
 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。 w0n.Y-v4i  
;c1ar)G7  
反射光束整形系统的3D视图
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zTODV<-`  
3z$9jN/<u  
sJ{S(wpi"  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 ?kfLOJQ:I  
 绿线表示生成的光轴，由VirtualLab的基础定位方法生成（仅仅设置了距离z和倾角）。 sem:"  
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A Z.s  
详述案例 ttlFb]zZh  
+C4UM9  
模拟和结果 #*QnO\.  
X 4\  
结果：3D系统光线扫描分析 b}DxD1*nsI  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 yu ~Rk  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 hV,)u3  
9V5}%4k%+  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd ,,_$r7H`  
R-Y07A  
使用参数耦合来设置系统 iYwzdW1  
Z(F`M;1>xI  
ygiZ~v4P/  
自由参数： 6\jhDP@`9  
 反射镜1后y方向的光束半径 Z_iVOctP  
 反射镜2后的光束半径 < {1'cx  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） #~(J J  
 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。 6_KO6O7g  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 u-yVc*<,  
H_H3Gp  
luNEgCq  
5Oh>rK(  
d|T87K>|r"  
`;?`XC"m  
Pc"g  
自由参数： Npq_1L  
 反射镜1后y方向的光束半径 W dM?{; #  
 反射镜2后的光束半径 |$
AoI  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） h B@M5Mc$  
 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。 !% 'dyj  

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