激光束傳輸系統設計——超越光線(xiàn)追跡

VirtualLab Fusion 軟件能夠設計用于激光光束整形和傳導的透鏡和反射鏡系統。

 

折射透鏡和反射鏡系統的設計是激光光束控制的基礎，如：

 準直

 聚焦

 光束傳導

 激光掃描儀

 橫向光束整形

VirtualLab Fusion軟件能夠對使用光線(xiàn)追跡方法設計的激光系統的性能進(jìn)行進(jìn)一步的提升�？赏ㄟ^(guò)參數優(yōu)化和蒙特卡羅公差技術(shù)，并結合經(jīng)典場(chǎng)追跡模擬引擎（其考慮了衍射和偏振的物理光學(xué)效應）來(lái)實(shí)現。

 

用于發(fā)散激光二極管聚焦的折射型激光束傳輸系統。利用VirtualLab Fusion軟件可對系統進(jìn)行仿真和優(yōu)化
 

光束傳輸系統（BDS.001）

物鏡二極管激光器光束的準直

3. 建模&設計結果

1. 系統介紹

 光源

— 具有發(fā)散角的紅外激光二極管

 組件

— 準直折射透鏡系統及非球面聚焦

 探測器

— 點(diǎn)列圖

— 波前差

— 聚焦區域的1維和2維探究

— 光束參數

 建模/設計

— 光線(xiàn)追跡：最初焦點(diǎn)位置檢測。

— 場(chǎng)追跡：包含衍射效應的更精確的焦點(diǎn)研究。

2. 系統說(shuō)明
 

3. 建模及設計結果
 

5. 總結

VirtualLab能夠：

 利用場(chǎng)追跡，高精度的確定焦點(diǎn)位置

 可通過(guò)兩步確定位置：

— 通過(guò)光線(xiàn)追跡快速焦點(diǎn)尋找

— 利用場(chǎng)追跡進(jìn)行焦點(diǎn)的高精度研究

3. 建模與設計結果
 

 

光束參數的參數優(yōu)化

 

 

4. 總結

對使用光線(xiàn)追跡所獲得的透鏡，應用一個(gè)基于場(chǎng)追跡的優(yōu)化步驟，可以改善透鏡設計。

第一步：利用光線(xiàn)追跡進(jìn)行預優(yōu)化進(jìn)行快速仿真以獲得合適的場(chǎng)追跡優(yōu)化起始點(diǎn)。

第二步：將衍射效應考慮在內，使用場(chǎng)追跡進(jìn)行精細化優(yōu)化。