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在F-Theta物鏡焦平面上，光束的橫向位置線性依賴于球形入射角Theta（θ）和有效焦距（EFL）。
理想的球入射角Theta和Phi可以由探測器平面上的光束理想橫向位置(x,y)計(jì)算得到。
通過參數(shù)耦合進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整
如前面的掃描過程所示，反射鏡傾斜和探測器平面上點(diǎn)位置之間的非線性關(guān)系可以由參數(shù)耦合中補(bǔ)償。
因此，對于某點(diǎn)的位置，掃描鏡的方向可使用三維反射定律來計(jì)算。
使用參數(shù)耦合工具，系統(tǒng)可根據(jù)三維反射定律來進(jìn)行調(diào)整。
1.用戶在成像面輸入光束的理想橫向位置
2.系統(tǒng)參數(shù)
3.輸入變量
4.源代碼編輯器（腳本定義，實(shí)現(xiàn)實(shí)際的補(bǔ)償。）
參數(shù)耦合腳本的輸入變量也可以通過LPD的參數(shù)預(yù)覽來進(jìn)行訪問。
軸上的3D光線追跡分析
file used: LSC.0002_LaserScanning_F-ThetaObjective_01_RayTracing.lpd
離軸P（25，25）mm上的3D光線追跡分析
再次進(jìn)行掃描過程
使用參數(shù)運(yùn)行的掃描模式，從-10mm到10mm，在探測器平面逐步地（每個維度5步）上改變理想光束x位置和y位置，以完成掃描過程。
從參數(shù)運(yùn)行文檔，可以繪制場曲和畸變的期望的圖像，如LSC.0001所示。
file used: LSC.0002_LaserScanning_F-ThetaObjective_04_ScanningProcedurePos.run
掃描過程中的組合點(diǎn)列圖
file used: LSC.0002_LaserScanning_F-ThetaObjective_04_ScanningProcedurePos.run
從參數(shù)運(yùn)行（Parameter Run）中，可以生成所有單點(diǎn)圖的組合點(diǎn)圖。
點(diǎn)位置位于等距網(wǎng)格的原因是使用參數(shù)耦合（Parameter Coupling）工具補(bǔ)償反射鏡傾斜到期望輸入掃描角的非線性行為。
指定掃描過程的完整光線追跡數(shù)據(jù)可以在一個單獨(dú)文檔中獲得�；冊u估
可以進(jìn)行一維畸變評估（輸入掃描角度Theta或者探測器橫向位置）。
下圖顯示了使用F-Theta而不是一個非球面透鏡以顯著改善F-Theta畸變（LSC.0001）。
LSC.0001中可以找到計(jì)算畸變的一個詳細(xì)解釋。
file used: LSC.0002_LaserScanning_F-ThetaObjective_05_FieldCurvatureDistortion.run results stored in: LSC.0002_LaserScanning_F-ThetaObjective_05_FiedlCurvatureDistortion.da
場區(qū)評估
以或者以輸入掃描角度Theta或者以探測器橫向位置來進(jìn)行一維場曲評估。
下圖顯示了使用F-Theta物鏡而不是一個非球面透鏡場曲的顯著改善（LSC.0001）。
可以在LSC.0001找到場曲計(jì)算的詳細(xì)說明。
file used: LSC.0002_LaserScanning_F-ThetaObjective_05_FieldCurvatureDistortion.run
• A detailed explanation of the calculation of the field curvature can be found in LSC.0001.
results stored in: LSC.0002_LaserScanning_F-ThetaObjective_07_FiedlCurvatureDistortion.da
詳述應(yīng)用案例
場追跡的模擬和結(jié)果
分析光束剖面
幾何場追跡引擎可以在一個特定的探測器位置上更為精確地評估光束剖面，位置和直徑。
因此，使用聚焦區(qū)域探測器，通過幾何場追跡在幾何區(qū)域內(nèi)傳播場并且在衍射區(qū)域內(nèi)求解光束傳播的衍射積分。
將光束參數(shù)探測器（Beam Parameter Detector）應(yīng)用到傾斜探測器的場以獲得束腰距離dw。因此，場曲率值ZFC可以用物理光學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算。
file used: LSC.0001_LaserScanning_Asphere_07_BeamProfileOffAxis.lpd
在軸上P（0,0）mm分析光束剖面
在軸上，對于強(qiáng)度分布來說，光束像差扮演一個次要角色。
球形相位可以由場追跡計(jì)算，相對于光線追跡的結(jié)果顯示了附加的離焦。這個離焦現(xiàn)象是由光束的衍射效應(yīng)造成的。
file used: LSC.0002_LaserScanning_F-ThetaObjective_08_BeamProfileOnAxis.lpd
光束參數(shù)探測器確定光束直徑和質(zhì)心位置和束腰。
由更精確的場追跡獲得的光束直徑，明顯高于工光線追跡獲得的結(jié)果。
附加的物理光學(xué)離焦由場追跡直接影響場曲值進(jìn)行計(jì)算，如下表所示。
外軸P（0,25）mm上分析光束剖面
一般來說，離軸場軸上場由不同的中心方向與。
因此可以通過傾斜探測器以避免線性相位疊加，正如LSC.0001中提到。
像散球相位表明在x和y方向不同光束尺寸組形成的一個離焦光斑。
由更準(zhǔn)確的場追跡獲得光直徑束明顯高于由光線追跡獲得的結(jié)果。此外，由于像散，在x和y方向上所獲得的光束直徑有所不同。
由場追跡計(jì)算的附加物理光學(xué)離焦直接影響了場曲的值，如下表所示。
光束位置(=光束質(zhì)心)相比于光線追跡的結(jié)果也略有不同。
其他的VirtualLab特征
在此案例中，你將從以下選擇的特征中獲益：
各種探測器
– 測量的焦點(diǎn)位置取決于鏡掃描角
– 在探測器平面測量的光束位置
– 使用聚焦區(qū)域探測器計(jì)算聚焦區(qū)域中的場
參數(shù)耦合
對于掃描光學(xué)的期望輸入掃描角度Theta，調(diào)整反射鏡方向參數(shù)運(yùn)行
– 估計(jì)掃描場尺寸
– 生成場曲和畸變圖樣
總結(jié)
VirtualLab可以：
使用雙軸掃描鏡和F-Theta物鏡模擬激光掃描系統(tǒng)
在目標(biāo)平面分析偏轉(zhuǎn)光束
– 由光線追跡計(jì)算掃描場尺寸，場曲和畸變
– 由幾何場追跡精確計(jì)算光束剖面
– 場追跡可以精確分析光束位置和焦點(diǎn)
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進(jìn)一步閱讀：參考文獻(xiàn)
[1] Von Scanlab7 - Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=16724483
[2] Frank Wyrowski ; Huiying Zhong ; Site Zhang ; Christian Hellmann; Approximate solution of Maxwell’s equations by geometrical optics. Proc. SPIE 9630, Optical Systems Design 2015: Computational Optics, 963009 (October 15, 2015)
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以下文件給出一個詳細(xì)的描述，如何在VirtualLab中設(shè)置和優(yōu)化激光系統(tǒng)：
入門視頻：
– 介紹光路圖
– 介紹參數(shù)運(yùn)行
使用案例：
– 元件的定位和取向
– 光線追跡引擎的設(shè)置和結(jié)果演示
– 使用參數(shù)運(yùn)行文檔
– 一維數(shù)值數(shù)據(jù)陣列多重圖像模式
– 大孔徑透鏡系統(tǒng)-通過幾何場追跡+進(jìn)行分析
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