|
如果這個(gè)例子評(píng)估20個(gè)參數(shù)，那么返回到光路圖（LPD）。
結(jié)果：使用GFT+進(jìn)行光束整形
現(xiàn)在，利用幾何場(chǎng)追跡+計(jì)算生成的光束剖面。
由于離軸設(shè)置，光線(xiàn)分布顯示出輕微的不對(duì)稱(chēng)形狀。
不過(guò)，場(chǎng)分布幾乎是對(duì)稱(chēng)的（最好是使用偽色（false colors））。
產(chǎn)生的相位是完全平坦的，產(chǎn)生的波前誤差：
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd
結(jié)果：評(píng)估光束參數(shù)
從生成的整形光束場(chǎng)分布，可以評(píng)估光束參數(shù)。
可以直接通過(guò)使用探測(cè)器界面實(shí)現(xiàn)。
在這個(gè)例子中，我們對(duì)光束半徑，發(fā)散角和M²值感興趣。
整形光束在x和y方向上顯示了一個(gè)幾乎相同的半徑。
發(fā)散角大約是4urad。
M²值明顯高于1。（與理想高斯光束相比，高M(jìn)²值是由光束偏離引起的）
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_02_BeamShaping.lpd
光束質(zhì)量?jī)?yōu)化
通常，使用合適的高斯調(diào)制光闌以用于優(yōu)化M²值。
因此，我們使用測(cè)量的半徑作為腰束半徑（消除發(fā)散角）來(lái)生成一個(gè)高斯光束。
之后，將接收?qǐng)鲛D(zhuǎn)換成一個(gè)透射函數(shù)。
將該傳輸函數(shù)用作光闌（在一個(gè)透射函數(shù)元件中）。
結(jié)果：光束質(zhì)量?jī)?yōu)化
由于通過(guò)高斯孔徑傳播，光束顯示出理想高斯形狀。
因此，M²值在兩個(gè)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(duì)于公差，在隨機(jī)模式下我們使用參數(shù)運(yùn)行特性。
對(duì)于這個(gè)例子，假設(shè)每個(gè)反射鏡都有±0.1°的角度偏差（絕對(duì)的方向）。
由于這個(gè)偏差，整形光束的波前差明顯增加。
這意味著，波前對(duì)對(duì)齊誤差很敏感。
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_04_Tolerancing.run
第一個(gè)隨機(jī)公差的典型強(qiáng)度分布：（相應(yīng)的均方根波前差：1.08λ，40.4λ，140λ）
由于波前差和因此校準(zhǔn)的偏差更大，M²值明顯增加。可以使用高斯孔徑來(lái)減少。
總結(jié)
實(shí)現(xiàn)并分析高性能離軸和無(wú)色散反射光束整形裝置。
1.模擬
通過(guò)使用光線(xiàn)追跡來(lái)驗(yàn)證反射光束整形設(shè)置。
2.研究
為了計(jì)算場(chǎng)分布和評(píng)價(jià)光束參數(shù)，應(yīng)用幾何場(chǎng)追跡+（GFT+）引擎。
3.優(yōu)化
通過(guò)使用顯示出高斯整形孔徑函數(shù)和經(jīng)典場(chǎng)追跡引擎來(lái)優(yōu)化M2參數(shù)。
4.分析
通過(guò)應(yīng)用蒙特卡羅公差來(lái)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(fù)雜的光束整形裝置，尤其是離軸系統(tǒng)。為此，根據(jù)情況應(yīng)用不同的模擬引擎。
參考文獻(xiàn)
[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).
進(jìn)一步閱讀
進(jìn)一步閱讀
獲得入門(mén)視頻
- 介紹光路圖
- 介紹參數(shù)運(yùn)行
關(guān)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
|
