光束傳輸系統（BDS.0005 v1.0）
二極管激光光束使用無色散離軸反射裝置進行準直和整形
簡述案例
系統詳情
光源
- 強象散VIS激光二極管
元件
- 光束準直和整形的反射元件（例如圓柱拋物面鏡）
- 具有高斯振幅調制的光闌
探測器
- 光線可視化（3D顯示）
- 波前差探測
- 場分布和相位計算
- 光束參數（M2值，發散角）
模擬/設計
- 光線追跡（Ray Tracing:）：基本系統預覽和波前差計算
- 幾何場追跡+和經典場追跡（Geometric Field Tracing Plus (GFT+) & Classic Field Tracing）：
分析和優化整形光束質量
元件方向的蒙特卡洛公差分析
系統說明
模擬和設計結果
 
場（強度）分布 優化后
數值探測器結果
總結
實現和分析高性能離軸和無色散反射光束整形裝置。
1.模擬
使用光線追跡驗證反射光束整形裝置。
2.評估
應用幾何場追跡+(GFT +)引擎來計算場分布和評價光束參數。
3.優化
利用一個具有高斯形狀孔徑函數的光闌和經典場追跡引擎來優化M2參數。
4.分析
通過應用蒙特卡羅公差來分析方向偏差的影響。
對于復雜的光束整形裝置，特別是離軸系統，可以使用VirtualLab來進行高效的模擬和分析。模擬過程中，根據情況應用不同的模擬引擎。
詳述案例
系統參數
案例的內容和目標
在BDS.0001，BDS.0002，BDS.0003和BDS.0004案例中，研究了折射光束傳輸系統。
目標是準直并對稱由激光二極管發射的高斯光束。
之后，研究并優化整形光束的質量。
另外，探討了鏡像位置和傾斜偏差的影響。
模擬任務：反射光束整形設置
引入的反射光束整形裝置是基于一個反射鏡系統，此系統由兩個拋物面圓柱反射鏡鏡與拋物面截面反射鏡組成。焦點距離和鏡子的位置取決于輸入光束的發散角。
規格：像散激光光束
由激光二極管發出的強像散高斯光束
忽略發射區域在x和y方向可能發生的移動
規格：柱形拋物面反射鏡
有拋物面曲率的圓柱鏡
應用用錐形常數.-1來實現錐形界面
曲率半徑等于焦距的兩倍
規格：離軸拋物面圓柱鏡（楔型）
對稱拋物面鏡區域用于光束的準直
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域
規格：參數概述（12° x 46°光束）
光束整形裝置的光路圖
由于VirtualLab的相對坐標系統，則僅需設置z方向的距離。
因為離軸拋物面鏡的位置是相對于它的焦點，那么到反射鏡2的距離z必須是負的。
反射光束整形系統的3D視圖
光學元件的定位可以通過使用3D系統視圖來顯示。
綠線表示生成的光軸，由VirtualLab的基礎定位方法生成（僅僅設置了距離z和傾角）。
詳述案例
模擬和結果
結果：3D系統光線掃描分析
首先，應用光線追跡研究光通過光學系統。
使用光線追跡系統分析儀進行分析。
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd
使用參數耦合來設置系統
自由參數：
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，所有系統參數（距離，焦距，直徑）可以由光束參數分析計算。
對于此計算，應用了嵌入的參數耦合功能。
自由參數：
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）
基于光束發散角和直徑（x和y方向）焦點，可以計算并設置反射鏡的直徑和距離z。 |
