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如果这个例子评估20个参数，那么返回到光路图（LPD）。
结果：使用GFT+进行光束整形
现在，利用几何场追迹+计算生成的光束剖面。
由于离轴设置，光线分布显示出轻微的不对称形状。
不过，场分布几乎是对称的（最好是使用伪色（false colors））。
产生的相位是完全平坦的，产生的波前误差：
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_01_RT.lpd
结果：评估光束参数
从生成的整形光束场分布，可以评估光束参数。
可以直接通过使用探测器界面实现。
在这个例子中，我们对光束半径，发散角和M²值感兴趣。
整形光束在x和y方向上显示了一个几乎相同的半径。
发散角大约是4urad。
M²值明显高于1。（与理想高斯光束相比，高M²值是由光束偏离引起的）
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_02_BeamShaping.lpd
光束质量优化
通常，使用合适的高斯调制光阑以用于优化M²值。
因此，我们使用测量的半径作为腰束半径（消除发散角）来生成一个高斯光束。
之后，将接收场转换成一个透射函数。
将该传输函数用作光阑（在一个透射函数元件中）。
结果：光束质量优化
由于通过高斯孔径传播，光束显示出理想高斯形状。
因此，M²值在两个方向上几乎都是1。
然而，光束半径是略有减少。
（光束半径显示在最后一张幻灯片是由于其偏离了理想高斯。）
file: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_03_BeamOptimization.lpd
反射镜方向的蒙特卡洛公差
对于公差，在随机模式下我们使用参数运行特性。
对于这个例子，假设每个反射镜都有±0.1°的角度偏差（绝对的方向）。
由于这个偏差，整形光束的波前差明显增加。
这意味着，波前对对齐误差很敏感。
file used: BDS.0005_Reflective_BeamShaper_04_Tolerancing.run
第一个随机公差的典型强度分布：（相应的均方根波前差：1.08λ，40.4λ，140λ）
由于波前差和因此校准的偏差更大，M²值明显增加。可以使用高斯孔径来减少。
总结
实现并分析高性能离轴和无色散反射光束整形装置。
1.模拟
通过使用光线追迹来验证反射光束整形设置。
2.研究
为了计算场分布和评价光束参数，应用几何场追迹+（GFT+）引擎。
3.优化
通过使用显示出高斯整形孔径函数和经典场追迹引擎来优化M2参数。
4.分析
通过应用蒙特卡罗公差来分析取向偏差的影响。
可以使用VirtualLab Fusion非常有效地模拟和分析复杂的光束整形装置，尤其是离轴系统。为此，根据情况应用不同的模拟引擎。
参考文献
[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).
进一步阅读
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获得入门视频
- 介绍光路图
- 介绍参数运行
关于案例的文档
- 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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