光学系统中的热透镜

现代技术在材料加工领域的出现，使得高功率激光源在光学系统中的使用频率大大增加。高能源产生的大量热量导致了几何形状的变形和系统中光学元件折射率的调制，这将影响它们的光学特性。在VirtualLab Fusion中，这些效应是通过连接表面算子和非均质介质的求解器来处理的。我们在材料加工应用中常见的各种光学元件（如透镜和激光棒）中演示了这些效应。
 

热透镜导致的焦点移动研究
 

 

 

在这个用例中，我们展示了由热透镜引起的有效焦距的变化。使用Ansys Mechanical®计算几何体的变形和稳态温度分布，然后将其导入VirtualLab。
 

由热透镜聚焦的高斯光束

 

这个用例显示了当输入功率变化时，热透镜的焦距以及聚焦光束直径的变化[W. Koechner, Appl. Opt. 9, 2548-2553 (1970)] 。这个例子发表在[H. Zhong, J. Opt. Soc. Am. A 35]。