[技术]反射光束整形系统 [复制链接]

光束传输系统（BDS.0005 v1.0） TE/2}XG)  
5s0H4?S  
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 Z#0z#M`  
1}N5WBp  
^+pmZw90  
b"J(u|Du`  
简述案例 TJCoID7a8  
3Z`oI#-x  
系统详情 *l|CrUa  
 光源 Tf+B<B:  
- 强象散VIS激光二极管 >_R5Li  
 元件 OyVp 3O  
- 光束准直和整形的反射元件（例如圆柱抛物面镜） he/FtkU  
- 具有高斯振幅调制的光阑 &9'6hMu  
 探测器 ")TI,a`  
- 光线可视化（3D显示） t4nAy)I)P  
- 波前差探测 K }r%OOn0  
- 场分布和相位计算 q4VOK 'N  
- 光束参数（M2值，发散角） Yx,  
 模拟/设计 gB?#T  
- 光线追迹（Ray Tracing:）：基本系统预览和波前差计算 hhwV)Z  
- 几何场追迹+和经典场追迹（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）： H4)){\  
 分析和优化整形光束质量 ;i1H {hB  
 元件方向的蒙特卡洛公差分析 ~$+9L2gz  
Z_S~#[\7^]  
系统说明 Rj-<tR{  
#[2]B8NZ  
&B[$l`1  
模拟和设计结果 -\LB>\;qn  
9NVe>\s_  
数值探测器结果 .' #_Z.zr  
D\>CEBt  
m"`&FA  
%U'YOE6  
C^.:{  
总结 o XA*K.X<  
7\5;;23N4  
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 \acjv|]  
1.模拟 ,xNuc$8Jd  
使用光线追迹验证反射光束整形装置。 &c0U\G|j  
2.评估 |eJ4"OPC  
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 z6$W@-Vd  
3.优化 ?-Fp rC  
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。 m@)K]0g<f  
4.分析 wS#.Wzp.w  
通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 GKSfr8US4  
EG2NE,,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。 nJlrBf_Kj  
In5'(UHW:  
详述案例
GRS[r@W[1  
?$v#;n?@I  
系统参数 Ar N*9  
7$k[cL1  
案例的内容和目标 ]_@5LvI  
$s$z"<  
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束传输系统。 IZoa7S&t  
O:WFh;c  
 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 '3 5w(  
 之后，研究并优化整形光束的质量。 r1]shb%J?  
 另外，探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 D^$Nn*i;U  
tUH#%  
模拟任务：反射光束整形设置 yuWoz*:t  
引入的反射光束整形装置是基于一个反射镜系统，此系统由两个抛物面圆柱反射镜镜与抛物面截面反射镜组成。焦点距离和镜子的位置取决于输入光束的发散角。 9=89)TrY  
XTyJ*`>  
(g*2OS  
+v{<<  
aHvTbpJ  
tgKmCI  
规格：像散激光光束 43^%f-J5  
F_$eu-y  
 由激光二极管发出的强像散高斯光束 -=I*{dzly  
 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 {=VauF  
!inonR  
1$]4g/":o  
O|}97a^  
k.NgE/;3  
IDyf9Zra?  
规格：柱形抛物面反射镜 "hdcB 0  
                         8&\<p7}=h  
 有抛物面曲率的圆柱镜 Xkk m~sM6  
 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 Ox#%Dm2  
 曲率半径等于焦距的两倍 S;[9 hI+  
R-+k>_96|  
6lpfk&  
规格：离轴抛物面圆柱镜（楔型） wM8Gz.9,  
c$ya{]a  
 对称抛物面镜区域用于光束的准直 f$[6]7P  
 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜（楔型） -}_-#L!Q  
 离轴角决定了截切区域 x'tYf^Va28  
zc%#7"FM  
规格：参数概述（12° x 46°光束） 8wKF.+_A  

]{;=<t6  
    df;-E  
~_OtbNj#  
光束整形装置的光路图  BR;f!  
<iDqt5)N  
 由于VirtualLab的相对坐标系统，则仅需设置z方向的距离。 `'H"|WsT  
 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。 G'T/I\tB  
q|xJ)[AO  
反射光束整形系统的3D视图 -*t4(wT|j  
ZbD_
AP  
a/Z >-   
q'{LTg0kk  
 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 |7KW
'=O  
 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）。 Q$r1b
eA  
!c,=%4Pb  
详述案例 s_xWvx8?4.  
/ZlPEs)  
模拟和结果 AdMA|!|:hc  
MdM^!sk&`  
结果：3D系统光线扫描分析 3}V`]B#a  
 首先，应用光线追迹研究光通过光学系统。 /<,LM8n  
 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 uH1%diL^  
#Ux*":  
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd 0EiURVX  
c]3% wL  
使用参数耦合来设置系统 ~7a(KJgvd"  
{YnR]|0&  
 &0! f_  
自由参数： /
cM<  
 反射镜1后y方向的光束半径 G Xx7/X  
 反射镜2后的光束半径 @=4K%
SCw  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） 8G@Ie
 
 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。 FaS}$-0  
 对于此计算，应用了嵌入的参数耦合功能。 [
^sv.  
v%N/mL+5L  
`D)ay  
itV
@U  
1|/P[!u  
rS1mBrqD  
tg%s#lLeH  
自由参数： 4pNIsjl}  
 反射镜1后y方向的光束半径 3>LyEXOW  
 反射镜2后的光束半径 z/09~Hc  
 视场角，这决定了离轴取向（这些值保存为全局变量） {KkP"j'7h  
 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。 4JF)w;X}  

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