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    反射光束整形系統(2)
    時間:2016-11-04 21:07來源:訊技光電作者: 技術部點擊:打印
    如果這個例子評估20個參數,那么返回到光路圖(LPD)。
     
     
    結果:使用GFT+進行光束整形
     
     
     
    現在,利用幾何場追跡+計算生成的光束剖面。
     
     
    由于離軸設置,光線分布顯示出輕微的不對稱形狀。
     
    不過,場分布幾乎是對稱的(最好是使用偽色(false colors))。
     
    產生的相位是完全平坦的,產生的波前誤差:

     
    file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd
     
    結果:評估光束參數
     
    從生成的整形光束場分布,可以評估光束參數。
    可以直接通過使用探測器界面實現。
    在這個例子中,我們對光束半徑,發散角和M²值感興趣。


    整形光束在x和y方向上顯示了一個幾乎相同的半徑。
    發散角大約是4urad。
    M²值明顯高于1。(與理想高斯光束相比,高M²值是由光束偏離引起的)
     

     
    file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_02_BeamShaping.lpd
     
    光束質量優化
     
    通常,使用合適的高斯調制光闌以用于優化M²值。
    因此,我們使用測量的半徑作為腰束半徑(消除發散角)來生成一個高斯光束。
    之后,將接收場轉換成一個透射函數。
    將該傳輸函數用作光闌(在一個透射函數元件中)。
     
    結果:光束質量優化

    由于通過高斯孔徑傳播,光束顯示出理想高斯形狀。
    因此,M²值在兩個方向上幾乎都是1。
     


    然而,光束半徑是略有減少。
    (光束半徑顯示在最后一張幻燈片是由于其偏離了理想高斯。)
     
    file: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_03_BeamOptimization.lpd
     
    反射鏡方向的蒙特卡洛公差
     
    對于公差,在隨機模式下我們使用參數運行特性。
     
    這意味著參數變化是的正態
     
     
    對于這個例子,假設每個反射鏡都有±0.1°的角度偏差(絕對的方向)。
    由于這個偏差,整形光束的波前差明顯增加。
     
    這意味著,波前對對齊誤差很敏感。

     
    file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_04_Tolerancing.run
     
    第一個隨機公差的典型強度分布:(相應的均方根波前差:1.08λ,40.4λ,140λ)


     
    由于波前差和因此校準的偏差更大,M²值明顯增加?梢允褂酶咚箍讖絹頊p少。
     
    總結
     
    實現并分析高性能離軸和無色散反射光束整形裝置。
    1.模擬
    通過使用光線追跡來驗證反射光束整形設置。
    2.研究
    為了計算場分布和評價光束參數,應用幾何場追跡+(GFT+)引擎。
    3.優化
    通過使用顯示出高斯整形孔徑函數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取向偏差的影響。
    可以使用VirtualLab Fusion非常有效地模擬和分析復雜的光束整形裝置,尤其是離軸系統。為此,根據情況應用不同的模擬引擎。
     
    參考文獻
    [1]M. Serkan, H. Kirkici, and H. Cetinkaya, “Off-axis mirror based optical system design for circularization, collimation, and expansion of elliptical laser beams”, Appl. Optics 46, No. 22, 5489-5499 (2007).
     
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    - 介紹光路圖
    - 介紹參數運行
    關于案例的文檔
    - BDS.0001: Collimation of Diode Laser Beam by Objective Lens
    - BDS.0002: Focus Investigation behind Aspherical Lens
    - BDS.0003: Optimization of a Lens Doublet for Laser Beam Focusing
    - BDS.0004: Focal Beam Size Reduction by Generating a Bessel Beam using Axicon Pair
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