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VirtualLab运用:反射光束整形系统
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xunjigd
2016-11-13 21:47
VirtualLab运用:反射光束整形系统
光束传输系统(BDS.0005 v1.0)
qmID-t"
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
tQ[]Rc
G1p'p&x.
to51hjV
简述案例
[D hEh@
P'F~\**5
系统详情
"ZqEP R)
光源
a7=YG6[
- 强象散VIS激光二极管
yU!GS-
元件
dq2@6xd
- 光束准直和整形的反射元件(例如圆柱抛物面镜)
(GNEYf|
- 具有高斯振幅调制的光阑
_<2RYXBC
探测器
vG3M5G
- 光线可视化(3D显示)
g@(4ujOT
- 波前差探测
%HVD^. V
- 场分布和相位计算
sL8>GtVo
- 光束参数(M2值,发散角)
l_ b_-p
模拟/设计
h[,XemwX
- 光线追迹(Ray Tracing:):基本系统预览和波前差计算
{s9<ej~<R
- 几何场追迹+和经典场追迹(Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing):
<b'1#Pd>0
分析和优化整形光束质量
FR(QFt!g
元件方向的蒙特卡洛公差分析
]f5c\\)
u]SZ{[e
系统说明
{yU0D*#6
W W35&mI)k
g<a<{|
模拟和设计结果
D=JlA~tS>
;da4\bppt
LGXZx}4@;
场(强度)分布 优化后
数值探测器结果
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总结
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IOS^|2:,
实现和分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。
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1.模拟
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使用光线追迹验证反射光束整形装置。
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2.评估
~\3l!zIq
应用几何场追迹+(GFT +)引擎来计算场分布和评价光束参数。
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3.优化
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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。
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4.分析
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通过应用蒙特卡罗公差来分析方向偏差的影响。
C&e8a9*,(a
8ZFH}v@V1'
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。
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*s~i 2}
详述案例
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系统参数
E~}[+X@
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案例的内容和目标
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在BDS.0001,BDS.0002,BDS.0003和BDS.0004案例中,研究了折射光束传输系统。
k,AM]H
^^7gDgT
A_aO}oBX
目标是准直并对称由激光二极管发射的高斯光束。
@\+%GDv
之后,研究并优化整形光束的质量。
RZ<.\N (M
另外,探讨了镜像位置和倾斜偏差的影响。
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mqubXS;J|P
模拟任务:反射光束整形设置
Kjv2J;Xuh
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。
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规格:像散激光光束
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由激光二极管发出的强像散高斯光束
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忽略发射区域在x和y方向可能发生的移动
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规格:柱形抛物面反射镜
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有抛物面曲率的圆柱镜
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应用用锥形常数.-1来实现锥形界面
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曲率半径等于焦距的两倍
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规格:离轴抛物面圆柱镜(楔型)
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对称抛物面镜区域用于光束的准直
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从VirtualLab元件目录使用离轴抛物面镜(楔型)
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离轴角决定了截切区域
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B >ms`|q=l
规格:参数概述(12° x 46°光束)
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!IfI-Q
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3csm`JVK
光束整形装置的光路图
-bv>iIC
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由于VirtualLab的相对坐标系统,则仅需设置z方向的距离。
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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。
ZD$-V3e`
VFQq`!*i
反射光束整形系统的3D视图
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SD)5?{6<
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光学元件的定位可以通过使用3D系统视图来显示。
;D%$Eh&oma
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)。
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详述案例
e-L5=B
M!;`(_2
模拟和结果
vo:52tCk}m
Ukk-(gjX
结果:3D系统光线扫描分析
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首先,应用光线追迹研究光通过光学系统。
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使用光线追迹系统分析仪进行分析。
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MAm1w'ol"
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd
?^+#pcX]t|
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使用参数耦合来设置系统
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clPZd
自由参数:
gJ)h9e*m^
反射镜1后y方向的光束半径
MEdIw#P.}{
反射镜2后的光束半径
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视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量)
3B!&ow<rt
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。
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对于此计算,应用了嵌入的参数耦合功能。
*IMF4x5M
Zi[{\7a
qaCi)f!Dl
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ZNL;8sI?>
0-;DN:>
自由参数:
O+{pF.P#V
反射镜1后y方向的光束半径
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反射镜2后的光束半径
}`+^|1
视场角,这决定了离轴取向(这些值保存为全局变量)
Cu)%s
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。
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dw{#||
如果这个例子评估20个参数,那么返回到光路图(LPD)。
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34++Rr [G
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结果:使用GFT+进行光束整形
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现在,利用几何场追迹+计算生成的光束剖面。
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