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[技术]利用物镜对二极管激光器光束进行准直 [复制链接]

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科学家

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只看楼主正序阅读楼主发表于: 2023-04-17

应用示例简述

1. 系统说明

 光源
— 发散的红外激光二极管

 组件
— 通过折射透镜系统对发散的二极管激光光源进行准直

 探测器

 建模/设计
— 光线追迹：掌握系统性能并进行波前差计算
— 场追迹：激光剪切对光束质量的影响

2. 系统说明

3. 建模&设计结果

4. 总结

对于一个具有发散角的而激光激光器准直系统的性能研究，可通过：

第一步光线追迹评价以计算波前差

第二步场追迹评价来检查光束剪切产生的衍射效应以及对光束质量产生的影响

应用示例详细内容

系统参数

1. 应用实例的内容

 BDS.0001，BDS.0002以及BDS.0003主要是关于一个折射型光束传输系统。
 在该示例中分析了一个准直透镜系统。尤其对准直光学系统在孔径处的光束切趾的影响进行了研究
 BDS.0002和BDS.0003 探究的是光的聚焦。

2. 参数：非准直入射激光束

3. 参数：准直物镜概述

应用示例详细内容

仿真&结果

1. 光线追击仿真起始点

2. 光线追迹：激光束仿真

3. 利用光线追迹进行第一次系统评估

4. 光线追迹：2D方向点列图

 VirtualLab可以为点列图提供不同的显示选项。
 如，具有确定矢量方向光线的相邻的X和Y分量(Sx,Sy)。
 小尺寸比例说明Sz分量近似于1，因此所有光线准直性非常好。

5. 光线追迹：波前差检测

 专用的波前误差检测器可以让你看到正比于为相差的所具有的光程差。
 此外，探测器输出的波前差RMS值为：～0.03λ
 这也证明了准直的成功性。

6. 场追迹：激光束仿真

7. 场追迹：光强分布

 通过完全电磁场追迹，你可以对光强分布进行评估。
 以伪彩色(逆彩虹)显示相振幅的平方值和在一个一维横截面显示(沿X轴)。
 此外，VirtualLab可以计算全部场功率一定比率区域的位置。如，被准直99%的能量位于3.1mmx4.8mm的特定区域

8. 场追迹：位相分布

 通常，光的位相值以2π模式在VirtualLab中显示 由于智能采样，VirtualLab能够解析地存储相位部分（球面相位因子）。
 1 d和2 d评估证明最后的相位(包括球面位相因子)仅仅显示了很小的调制,因此,波前几乎是平面的。→准直非常好

9. 场追迹：光束参数探测器结果

 VirtualLab提供了多种数值探测器。
 利用光束参数检测器获得左图的结果,其评估是基于第二动量法。
 结果中的小发散角同样说明了光束的高准直性。
 由于光束切趾，光束质量(M2)微量减小。由于激光光束具有发散性，M2在X和Y方向上有不同的减小量。

10. 总结
对于一个具有发散角的激光激光器准直系统的性能研究，可同过：

第一步光线追迹评价以计算波前差