[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） >O[# 661  
)W9$_<Z  
二极管激光光束使用无色散离轴反射装置进行准直和整形 U+sAEN_e k  
}x% ;y]S  
RW 23lRA6  
vGWX=O  
简述案例 ]D&$k P(  
Qz&I~7aoyV  
系统详情 A S;ra,x  
 光源 mj :8ZZ  
- 强象散VIS激光二极管 lPm'>,}Y  
 元件 $5nOiaQL  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） H~RWM'_  
- 具有高斯振幅调制的光阑 N(mhg
C<O  
 探测器 a
E.T%xR  
- 光线可视化（3D显示） mJb>)bOl  
- 波前差探测 -Zfzl`r
 
- 场分布和相位计算 5}gcJjz  
- 光束参数（M2值，发散角） UMUr"-l =  
 模拟/设计 ewB&PR  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 R7cY$K{j  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： [>#?C*s  
 分析和优化整形光束质量 ' U{?"FP  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 B&|F9Z6D  
R(@7$  
系统说明 ]od]S8$5  
7QL>f5Q
 
w'ZL'/d  
模拟和设计结果 Q/4g)(~J  
AR'q2/cw  
数值探测器结果 ?1}1uJMj-  
}K9Vr!  
Sai_rNRWB  
{6'5K U*RH  
D8slSX`6j  
总结 nU%rSASu  
[>&Nhn0iY  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 -tZ2 N  
1.模拟 @P+k7"f  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 2H fP$.  
2.评估 ],R rk]1  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 Jis{
k$4  
3.优化 Rj9ME,u  
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。 punc'~  
4.分析 OM{-^  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 `7}6
  
/lDW5;d  
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。 RvV4SlZz
 
N5csq(  
详述案例 y.5mYQA4=[  
K,%H*1YKK  
系统参数 ^*'|(Cv  
h>$,97EU  
案例的内容和目标 ]"q[hF*PM  
~;#J&V@D  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 :^lyVQ%@  
QsI#Ae,O#;  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 6'395x_.\  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 qdm5dQ (c  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 +jO1?:Lr  
R+8+L|\wHv  
模拟任务：反射光束整形设置 q% )Y  
引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统，此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 ,%mTKOs  
lYT}Nc4"="  
vlIet$k  
6#6Ve$Vl]  
:+ @-F>Q  
*aS|4M-  
规格：像散激光光束 xeo;4c#S5  
-w=rNlj  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 |uV1S^!A  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 uNl<=1  
PHi'&)|  
;SeDxyKG  
&1893#V  
)QaI{ z  
e<YC=67n)  
规格：柱形抛物面反射镜 COc1np  
                         ygS*))7 r  
 有抛物面曲率的圆柱镜 IK(G%dDw  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 {o+aEMhM  
 曲率半径等于焦距的两倍 BqP:]  
y.JAtsxD  
t= "EbPE  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） "v/^nH  
\% !]qv  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 X<K[` =I  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） kI]i,v#F  
 离轴角决定了截切区域 _a8^AG  
IE: x&q`3  
规格：参数概述（12° x 46°光束） X}0NeG^'O  
1sYwFr5  
   /#20`;~F)  
H.XD8qi3W  
光束整形装置的光路图 %Ub"V\1  
FT/H~|Z>  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 .hn{m9|U  
 因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点，那么到反射镜2的距离z必须是负的。 Q/\ <rG4  
[{6]iJ  
反射光束整形系统的3D视图 jr~ +}|@{  
Y<:%_]]  
dwv xV$Nt  
Otj=vGr0  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 iBwl(,)?m2  
 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）。 ruS/Y
h  
KArf:d  
详述案例 Ig"K
rz  
3%{XJV  
模拟和结果 }h5pM`|1  
zOLt)2-<  
结果：3D系统光线扫描分析 PDREwBX  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 /XEcA5C<  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 5aL0N  
;T/W7=4CZ  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd Zla5$GM  
{G&K_~Vj  
使用参数耦合来设置系统 g % q7  
Ec8Y}C,{7<  
37?%xQ!  
自由参数： }EE  
 反射镜1后y方向的光束半径 9Vxsv*OR,  
 反射镜2后的光束半径 ,8;;#XR3  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） ,@
R~y  
 由于功能原理，所有系统参数（距离，焦距，直径）可以由光束参数分析计算。 ?=_l=dR  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 L7G':oA_`p  
vpvPRwJ  
<'v?WV_  
W!4GL>9m}A  
yf*MG&}  
*ls}r5k2Y  
_Z#yI/5r  
自由参数： E+dr\Xhv  
 反射镜1后y方向的光束半径 L'J$jB5
cP  
 反射镜2后的光束半径 MM|&B`v@;  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） %.pX!jL  
 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。 9j49#wG0"B  

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