[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） UVa:~c$U4  
]z3!hgTj  
二极管激光光束使用无色散离轴反射装置进行准直和整形 *9Ta0e*  
k@:M#?(F  
u-qwG/$E  
mWEaUi)Zz  
简述案例 l Oxz&m  
~C M%WvS  
系统详情 Uao8#<CkvJ  
 光源 3kqO5+,C  
- 强象散VIS激光二极管 "}ibH{$lM  
 元件 v3\ |  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） u*}[fQ`aF  
- 具有高斯振幅调制的光阑 )bqSM&SO  
 探测器 ^i+ d3  
- 光线可视化（3D显示） 76 nrDE  
- 波前差探测 J34/rL/s  
- 场分布和相位计算 D/U=zDpiB  
- 光束参数（M2值，发散角） E3hql3=  
 模拟/设计 6="Qwrk  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 n$Nb,/o  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： a9LK}xc={  
 分析和优化整形光束质量 #dO8) t  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 Odn`q=  
\G4L+Q/13  
系统说明 ;[nomxu|?  
z3Id8G&>  
;@ <E  
模拟和设计结果 /6fa 7;  
WzinEo{f  
数值探测器结果 >;qAj!'  
?58,Ja  
)\aCeY8o  
:<}1as!eo  
[d dKC)tA  
总结 "%zb>`1s  
bv:M zYS  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 |-)2 D=P  
1.模拟 CU`yi.)T{  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 +jD*J
tb<  
2.评估 n3z]&J5fr  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 )t#>fnN  
3.优化 VsU*yG a  
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。 'v^Zterr  
4.分析 ,vcg%~-  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 rd_!
'pG  
[[XbKg`"?  
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。 tRZA`&  
Ot<vn34mt:  
详述案例 1ze\ U>  
%VH{bpS|i:  
系统参数 y|b&Rup  
M7`iAa.}  
案例的内容和目标 q 3nF\Me0  
faIHm
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。 [z[<onFIq  
H@uDP  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 [ !<  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 ;z1\n3,  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 Mn<#rBE B  

O~*`YsL9  
模拟任务：反射光束整形设置 E+"m@63  
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。 'kb|!  
Bj`ZH~T  
zn)Kl%N^  
huat,zLS  
+tCNJ<S@l$  
y_:~  
规格：像散激光光束 o4t6NDa  
ix+sT|>  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 i-FsA  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 +1pY^#A  
I xk+y?  
\- f^C}m  
h0z>dLA#2  
$8{v_2C){  
ozOvpi:k3%  
规格：柱形抛物面反射镜 uGz>AW8a3  
                         Oz1S*<]=,~  
 有抛物面曲率的圆柱镜 @%b
&(x^UD  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 7#[8td  
 曲率半径等于焦距的两倍 eqQ=HT7J  
_`~\zzUZ  
^rh{  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） g4f:K=5:  
GwM(E^AG  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直
|r<#>~*  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） -d)+G%{  
 离轴角决定了截切区域 [))TL  
MO%kUq|pg  
规格：参数概述（12° x 46°光束） ?}ly`Js  
P*:9u>  
   #`o]{UfW  
GX#SCZ&}C  
光束整形装置的光路图 _j sJS<21  
| k?r1dj%O  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 $'%.w|MJp  
 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。 \'h
Zm%S  
8Cef ]@x  
反射光束整形系统的3D视图 )WH;G:
$&"  
)aAKxC7w  
Hw1:zro  
GyQ9we~  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 Me2qOc^Z-  
 绿线表示生成的光轴，由VirtualLab的基础定位方法生成（仅仅设置了距离z和倾角）。 r7Zx<c  
hF^y4v|5  
详述案例 '`sZo1x%f  
=berCV  
模拟和结果 l|j}Ggen  
R5& R~1N  
结果：3D系统光线扫描分析 _%]x-yH!@  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 DkJ "#8Yl=  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 -$sVqR>_  
ZwOX ,D  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd 11YpC;[o  
3%L@=q  
使用参数耦合来设置系统 4GqwY"ja  
>m+Fm=  
9/#
?]
LJ  
自由参数： )%wNVW 0C  
 反射镜1后y方向的光束半径 >e"vPW*[  
 反射镜2后的光束半径 f)19sjAJk  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） ;ZoEqMv  
 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。 LTw.w:"J  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 *O'`&J  
s"JD,gm$  
_lMSW6  
u"gtv  
M2!2J  
e#odr{2#4u  
EE5mVC&  
自由参数： 2y5d  
 反射镜1后y方向的光束半径 s8.SEk|pB  
 反射镜2后的光束半径 pD17r}%  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） l05'/duuJ  
 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。 wl/1~!  

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