光束傳輸系統(tǒng)（BDS.0005 v1.0）
二極管激光光束使用無色散離軸反射裝置進(jìn)行準(zhǔn)直和整形
簡述案例
系統(tǒng)詳情
光源
- 強(qiáng)象散VIS激光二極管
元件
- 光束準(zhǔn)直和整形的反射元件（例如圓柱拋物面鏡）
- 具有高斯振幅調(diào)制的光闌
探測器
- 光線可視化（3D顯示）
- 波前差探測
- 場分布和相位計(jì)算
- 光束參數(shù)（M2值，發(fā)散角）
模擬/設(shè)計(jì)
- 光線追跡（Ray Tracing:）：基本系統(tǒng)預(yù)覽和波前差計(jì)算
- 幾何場追跡+和經(jīng)典場追跡（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）：
分析和優(yōu)化整形光束質(zhì)量
元件方向的蒙特卡洛公差分析
系統(tǒng)說明
模擬和設(shè)計(jì)結(jié)果
 
場（強(qiáng)度）分布 優(yōu)化后
數(shù)值探測器結(jié)果
總結(jié)
實(shí)現(xiàn)和分析高性能離軸和無色散反射光束整形裝置。
1.模擬
使用光線追跡驗(yàn)證反射光束整形裝置。
2.評估
應(yīng)用幾何場追跡+(GFT +)引擎來計(jì)算場分布和評價(jià)光束參數(shù)。
3.優(yōu)化
利用一個(gè)具有高斯形狀孔徑函數(shù)的光闌和經(jīng)典場追跡引擎來優(yōu)化M2參數(shù)。
4.分析
通過應(yīng)用蒙特卡羅公差來分析方向偏差的影響。
對于復(fù)雜的光束整形裝置，特別是離軸系統(tǒng)，可以使用VirtualLab來進(jìn)行高效的模擬和分析。模擬過程中，根據(jù)情況應(yīng)用不同的模擬引擎。
詳述案例
系統(tǒng)參數(shù)
案例的內(nèi)容和目標(biāo)
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束傳輸系統(tǒng)。
目標(biāo)是準(zhǔn)直并對稱由激光二極管發(fā)射的高斯光束。
之后，研究并優(yōu)化整形光束的質(zhì)量。
另外，探討了鏡像位置和傾斜偏差的影響。
模擬任務(wù)：反射光束整形設(shè)置
引入的反射光束整形裝置是基于一個(gè)反射鏡系統(tǒng)，此系統(tǒng)由兩個(gè)拋物面圓柱反射鏡鏡與拋物面截面反射鏡組成。焦點(diǎn)距離和鏡子的位置取決于輸入光束的發(fā)散角。
規(guī)格：像散激光光束
由激光二極管發(fā)出的強(qiáng)像散高斯光束
忽略發(fā)射區(qū)域在x和y方向可能發(fā)生的移動(dòng)
規(guī)格：柱形拋物面反射鏡
有拋物面曲率的圓柱鏡
應(yīng)用用錐形常數(shù).-1來實(shí)現(xiàn)錐形界面
曲率半徑等于焦距的兩倍
規(guī)格：離軸拋物面圓柱鏡（楔型）
對稱拋物面鏡區(qū)域用于光束的準(zhǔn)直
從VirtualLab元件目錄使用離軸拋物面鏡（楔型）
離軸角決定了截切區(qū)域
規(guī)格：參數(shù)概述（12° x 46°光束）
光束整形裝置的光路圖
由于VirtualLab的相對坐標(biāo)系統(tǒng)，則僅需設(shè)置z方向的距離。
因?yàn)殡x軸拋物面鏡的位置是相對于它的焦點(diǎn)，那么到反射鏡2的距離z必須是負(fù)的。
反射光束整形系統(tǒng)的3D視圖
光學(xué)元件的定位可以通過使用3D系統(tǒng)視圖來顯示。
綠線表示生成的光軸，由VirtualLab的基礎(chǔ)定位方法生成（僅僅設(shè)置了距離z和傾角）。
詳述案例
模擬和結(jié)果
結(jié)果：3D系統(tǒng)光線掃描分析
首先，應(yīng)用光線追跡研究光通過光學(xué)系統(tǒng)。
使用光線追跡系統(tǒng)分析儀進(jìn)行分析。
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd
使用參數(shù)耦合來設(shè)置系統(tǒng)
自由參數(shù)：
反射鏡1后y方向的光束半徑
反射鏡2后的光束半徑
視場角，這決定了離軸取向（這些值保存為全局變量）
由于功能原理，所有系統(tǒng)參數(shù)（距離，焦距，直徑）可以由光束參數(shù)分析計(jì)算。
對于此計(jì)算，應(yīng)用了嵌入的參數(shù)耦合功能。
自由參數(shù)：
反射鏡1后y方向的光束半徑
反射鏡2后的光束半徑
視場角，這決定了離軸取向（這些值保存為全局變量）
基于光束發(fā)散角和直徑（x和y方向）焦點(diǎn)，可以計(jì)算并設(shè)置反射鏡的直徑和距離z。 |
