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2021-11-11 10:23 |
反射光束整形系统
光束传输系统(BDS.0005 v1.0) D_n}p8blT ta4JWllf 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 p;u 1{ o!toO&= ey\m)6A$ 95^i/6Gl!P 简述案例 RE>ks[ T4~`e_ 系统详情 mYh5#E41J 光源 Yb%-tv: - 强象散VIS激光二极管 :K^gu%,&$ 元件 [l':G ] - 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜) 8@%mnyQ - 具有高斯振幅调制的光阑 h^A3 0f_x 探测器 V'"I9R'1 - 光线可视化(3D显示) gM3]%L_ - 波前差探测 )W1(tEq59 - 场分布和相位计算 Cl6m$YUt - 光束参数(M2值,发散角) GjeUUmr 模拟/设计 hr[B^?6 - 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算 a4T~\\,dZ> - 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing): ] dHB} 分析和优化整形光束质量 Q'|0?nBOY 元件方向的蒙特卡洛公差分析 ^}o7* \6lh `U 系统说明 +%Lt". o j1puB
/Fe:h>6 模拟和设计结果 |As2"1_f o#xgrMB
Z6Nj<2u2 场(强度)分布 优化后 数值探测器结果 hI|/>4< g5[ D&
l] _b;iux
8M^wuRn o3n3URu\ 总结 dU]i-NF v<;: 0 实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。 k7^R,.c@ 1.模拟
c6Lif)4 使用光线追迹验证反射光束整形装置。 )?w&oIj5 2.评估 %5JW<9 应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。 7L=T]W 3.优化 P</s)"@ 利用一个具有高斯形状孔径函数的光阑和经典场追迹引擎来优化M2参数。 8F zHNG 4.分析 e,f ; 通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。 {r={#mO;p %won=TG8 对于复杂的光束整形装置,特别是离轴系统,可以使用VirtualLab来进行高效的模拟和分析。模拟过程中,根据情况应用不同的模拟引擎。 =-$!:W~ Bx(yu'g|a 详述案例 mEoA#U YP[LQ> 系统参数 Y4mC_4EU \\jIl3Z 案例的内容和目标 6*ZU}xT Fr-[UZ~V 在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。 J &!B|TS zKLn!b#>
dQ: ?<zZ 目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。 T yU&QXb 之后,研究并优化整形光束的质量。 2~f6~\4GL+ 另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。 NB EpM coDjL.u 模拟任务:反射光束整形设置 _u>t3RUA 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。 ajW[eyX $`|5/,M%QN
z@zD . 3&es]1b
U.: sK* Bwjg#1 E 规格:像散激光光束 osl=[pm 8QV t,
'I 由激光二极管发出的强像散高斯光束 O -G1})$ 忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动 AzZJG v]H '9qn*H`'
3[VWTq)D= J' W}7r
@7-=zt+f $,TGP+vH 规格:柱形抛物面反射镜 [FGgkd} ?cJY
B) 有抛物面曲率的圆柱镜 NS@{~;#R 应用用锥形常数.-1来实现锥形界面 MEEAQd<* 曲率半径等于焦距的两倍 <P1rqM9^ ?0{yq>fTu + 3h`UF 规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型) !#?8BwnaZ YgEM:'1f 对称抛物面镜区域用于光束的准直 jo)6
%w] 从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型) \^LWCp,C" 离轴角决定了截切区域 tw=K&/@^O W<v_2iVu 规格:参数概述(12° x 46°光束) >V(zJ `fz,Lh*v
p#bhz5&/ ZRnL_z~ 光束整形装置的光路图 GMb(10T` 6UlF5pom
e2c1pgs&+ 由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。 i}B;+0<drx 因为离轴抛物面镜的位置是相对于它的焦点,那么到反射镜2的距离z必须是负的。 B oqJ
n+HsQ]z. 反射光束整形系统的3D视图 G+VD8]!K1 <W*xshn
:6Pnie ^;r+W-MQ 光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。 1}}>Un`U5, 绿线表示生成的光轴,由VirtualLab的基础定位方法生成(仅仅设置了距离z和倾角)。 `B:"6nW6 pj!:[d 详述案例 z1vw'VT> @DuK#W"E u 模拟和结果 A " S/^< !,Nwts>m 结果:3D系统光线扫描分析 ;#&fgj 首先,应用光线追迹研究光通过光学系统。 EY=FDl V 使用光线追迹系统分析仪进行分析。 QL97WK\$ X\\7$ file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd %v{1#~u *P!s{i 使用参数耦合来设置系统 W8]V _9@ >;] y\'P3ihK 自由参数: R^%e1KO] 反射镜1后y方向的光束半径 "'a* [% 反射镜2后的光束半径 SdJ/4&{ ! 视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) 6;+jIkkD) 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。 S@xXq{j 对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。 %WGuy@tL 3F+Jdr'
zE|Wn3_sd f<<rTE6 R J~%0
+7U eEl.. y 自由参数: aXY->< 反射镜1后y方向的光束半径 d-B7["z, 反射镜2后的光束半径 q'G,!];qL 视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量) }T.?c9l X 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。 *hdC?m._
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