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ansys激光功率模擬

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創(chuàng)建者：王靖雯創(chuàng)建時間：2023-03-07

ansys激光功率模擬的視頻教程

ANSYS高斯脈沖激光光源溫度場模擬APDL

激光照射上層板材，由寬度方向的中點進入，沿長度方向直線掃描一道，到另一邊中點結(jié)束激光為普通高斯光源，形式為脈沖激光，如圖3，其中激光頻率=1/TCycle, 占空比=TPulse/TCycle? 在模擬的過程中要實現(xiàn)激光功率，掃描速度，激光頻率和占空比的可變。求得上層板材中心位置溫度隨時間的變化曲線 1. 溫度場只考慮傳熱，不考慮對流以及輻射，環(huán)境溫度為室溫25攝氏度。 2.

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ansys激光功率模擬的實例教程

Ansys Zemax | 大功率激光系統(tǒng)的 STOP 分析（四）

系統(tǒng)選項：非序列模式設(shè)置根據(jù)最小相對光線強度（Minimum Relative Ray Intensity）的默認設(shè)置，從 CAD 元件的膜層表面反射的光線在其功率降低至初始功率的0.1%（1e-3）以下時被終止。在我們對這個大功率激光器的分析中，即使功率閾值降低至初始功率相對較小的部分，每條光線所攜帶的能量仍然會導(dǎo)致系統(tǒng)加熱，必須予以考慮。為避免這個閾值所導(dǎo)致的能量損耗，我們將最小相對光線強度（Minimum Relative Ray Intensity）設(shè)置為1.0000E-007。本階段操作的實例文件 ‘system_NSC_2022_Final.zar’ 可通過點擊原文鏈接下載。光線追跡和取回吸收數(shù)據(jù) 在使用如下所示設(shè)置運行光線追跡后，吸收的通量數(shù)據(jù)將存儲在探測器中，并且可通過ZOS-API進行使用和取回。任何物體作為探測器（‘Object is Detector’）的表面上輻照度都可以在實體（Shaded）模型中直觀地顯示。而且體探測器內(nèi)部的吸收通量可以在探測器查看器中進行查看。 ZOS-API 作為一種有助于自動化運行數(shù)據(jù)導(dǎo)出流程的強大工具。在下一部分中，我們將演示如何使用 ZOS-API 腳本來取回探測器上存儲的通量數(shù)據(jù)，并對輸出進行配置，以符合您 FEA 軟件的輸入要求。示例中所需的數(shù)據(jù)格式在 OpticStudio 中，不同類型的探測器能夠存儲不同類型的數(shù)據(jù)。下表總結(jié)了我們從 FEA 分析所使用的每種探測器中抽取的數(shù)據(jù)類型。下方表格中總結(jié)了可從各種探測器中獲取并用于 FEA 分析的數(shù)據(jù)類型：本例中使用的 FEA 軟件是 Ansys Mechanical，它可以將吸收通量數(shù)據(jù)作為外部熱源導(dǎo)入，以用于熱模擬。

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Ansys Zemax | 大功率激光系統(tǒng)的 STOP 分析（五）

大功率激光器廣泛用于各種領(lǐng)域當(dāng)中，例如激光切割、焊接、鉆孔等應(yīng)用中。由于鏡頭材料的體吸收或表面膜層帶來的吸收效應(yīng)，將導(dǎo)致在光學(xué)系統(tǒng)中由于激光能量吸收所產(chǎn)生的影響也顯而易見，大功率激光器系統(tǒng)帶來的激光能量加熱會降低此類光學(xué)系統(tǒng)的性能。為了確保焦距穩(wěn)定性和激光光束的尺寸和質(zhì)量，有必要對這種效應(yīng)進行建模。在本系列的 5 篇文章中，我們將對激光加熱效應(yīng)進行仿真，包括由于鏡頭材料溫度升高而引起的折射率變化，以及由機械應(yīng)力和熱彈性效應(yīng)造成的結(jié)構(gòu)形變。本篇是這個系列的最后一篇內(nèi)容。（聯(lián)系我們獲取文章附件）使用 STAR 模塊分析 STOP 效應(yīng) 在您的 FEA 軟件中完成結(jié)構(gòu)與熱分析后，可將數(shù)據(jù)導(dǎo)出為一系列簡單的文本文件，以便利用 STAR 模塊導(dǎo)入到 OpticStudio 中。在這篇文章中，我們將演示如何執(zhí)行完整的 OpticStudio 分析，以幫助您量化和了解系統(tǒng)光學(xué)性能的影響。有關(guān)所需 STAR 數(shù)據(jù)格式的完整詳細信息，請參閱 OpticStudio 幫助文件 STAR 選項卡> FEA 數(shù)據(jù)組>加載 FEA 數(shù)據(jù)章節(jié)。對于 Ansys Mechanical，有 ACT 擴展可用于以正確格式自動輸出數(shù)據(jù)。在 OpticStudio 中加載和擬合 FEA 數(shù)據(jù) 1 首先，我們打開文章下載附件中的 ‘Lens-3P_D25.4_2022.zar’ 文件，這是系列文章第一篇中介紹的原始序列模式光學(xué)系統(tǒng)。我們將在 STAR 模塊上應(yīng)用來自 FEA 工具的結(jié)構(gòu)和熱數(shù)據(jù)，并評估其對名義光學(xué)系統(tǒng)性能的相關(guān)影響。 2 如果要加載 FEA 數(shù)據(jù)，我們點擊 STAR…FEA數(shù)據(jù)…加載FEA數(shù)據(jù)（STAR…FEA Data…Load FEA Data），瀏覽到對應(yīng)數(shù)據(jù)文件位置，選擇全部相關(guān)文件，并點擊打開（Open）。

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Ansys Zemax | 大功率激光系統(tǒng)的STOP分析2：如何進行光機械設(shè)計準(zhǔn)備

大功率激光器廣泛用于各種領(lǐng)域當(dāng)中，例如激光切割、焊接、鉆孔等應(yīng)用中。由于鏡頭材料的體吸收或表面膜層帶來的吸收效應(yīng)，將導(dǎo)致在光學(xué)系統(tǒng)中由于激光能量吸收所產(chǎn)生的影響也顯而易見，大功率激光器系統(tǒng)帶來的激光能量加熱會降低此類光學(xué)系統(tǒng)的性能。為了確保焦距穩(wěn)定性和激光光束的尺寸和質(zhì)量，有必要對這種效應(yīng)進行建模。在本系列的 5 篇文章中，我們將對激光加熱效應(yīng)進行仿真，包括由于鏡頭材料溫度升高而引起的折射率變化，以及由機械應(yīng)力和熱彈性效應(yīng)造成的結(jié)構(gòu)變形。下載聯(lián)系工作人員獲取附件光機械設(shè)計準(zhǔn)備光學(xué)設(shè)計完成后，下一階段就是為光學(xué)元件創(chuàng)建機械封裝。除了提供光學(xué)系統(tǒng)的保護和布局安裝外，透鏡和反射面的安裝設(shè)計還將引入機械導(dǎo)入光源。此外，這些機械元件還可以作為散熱器，為光學(xué)元件散熱。我們將在稍后的過程中探討這兩個問題，但現(xiàn)在我們將專注于光機械設(shè)計。OpticStudio 和 OpticsBuilder 之間的交互可大幅簡化這一過程。Prepare for OpticsBuilder 工具能導(dǎo)出光學(xué)系統(tǒng)，且導(dǎo)出格式方便光機工程師直接在他們的 CAD 工具中打開系統(tǒng)，其中包含創(chuàng)建光機系統(tǒng)所需的所有信息。光機械系統(tǒng)整體創(chuàng)建完成后，整個設(shè)計便可以輕松導(dǎo)出到 OpticStudio 非序列模式。OpticStudio 非序列模式能夠?qū)⒚總€物體視為探測器，以計算系統(tǒng)中每個光學(xué)器件和機械表面上的吸收通量。額外的探測器可以記錄鏡頭體內(nèi)的吸收通量。當(dāng)激光以光束的形式在系統(tǒng)中傳播，我們可以記錄它們與元件的每一次相互作用。

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Ansys Zemax | 大功率激光系統(tǒng)的 STOP 分析1：如何使用 OpticStudio 優(yōu)化光學(xué)設(shè)置

大功率激光器廣泛用于各種領(lǐng)域當(dāng)中，例如激光切割、焊接、鉆孔等應(yīng)用中。由于鏡頭材料的體吸收或表面膜層帶來的吸收效應(yīng)，將導(dǎo)致在光學(xué)系統(tǒng)中由于激光能量吸收所產(chǎn)生的影響也顯而易見，大功率激光器系統(tǒng)帶來的激光能量加熱會降低此類光學(xué)系統(tǒng)的性能。為了確保焦距穩(wěn)定性和激光光束的尺寸和質(zhì)量，有必要對這種效應(yīng)進行建模。在本系列的 5 篇文章中，我們將對激光加熱效應(yīng)進行仿真，包括由于鏡頭材料溫度升高而引起的折射率變化，以及由機械應(yīng)力和熱彈性效應(yīng)造成的結(jié)構(gòu)變形。下載聯(lián)系工作人員獲取附件激光導(dǎo)致的熱效應(yīng) 通常情況下，OpticStudio 將使用熱分析（Make Thermal）工具對熱效應(yīng)進行建模。該工具可在不同溫度下設(shè)置系統(tǒng)的多重結(jié)構(gòu)，以允許分析性能隨熱變化而引起的變化。但是，該熱分析工具有一定的局限性。首先，分析中假設(shè)在整個元件上指定的溫度是均勻的；其次，分析將僅基于材料的CTE，以線性方式模擬熱膨脹和熱收縮情況。這是一種非常簡化的方法，沒有考慮光學(xué)元件中的溫度梯度分布所導(dǎo)致的性能下降。此外，它也無法精確地仿真光學(xué)元件的形狀變形，相反結(jié)構(gòu)變形將簡單地近似為由于加熱而導(dǎo)致的曲率半徑均勻平滑。 OpticStudio 的 STAR 模塊則可以完全解決這些局限性問題，它可提供一種將 FEA 分析數(shù)據(jù)結(jié)果直接集成到OpticStudio 中進行擬合的新功能，具有無與倫比的易用性和準(zhǔn)確性。這有助于更全面地研究激光加熱效應(yīng)引起的熱變形和結(jié)構(gòu)變形所帶來的影響。

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ansys激光熔覆溫度場模擬￥150

激光單道熔覆文件

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Ansys Zemax | 在OpticStudio中模擬高階激光光束2個月前

概要本文描述了OpticStudio中可用于描述高階激光束的模型。一旦定義，這樣的光束可以在OpticStudio中使用物理光學(xué)傳播設(shè)計的任何光學(xué)系統(tǒng)中傳播。由矩形、圓形和橢圓形增益孔徑的激光腔產(chǎn)生的光束可以用可用的Hermite-Gaussian, Laguerre-Gaussian和Ince-Gaussian光束模型來描述。簡介一般來說，激光的輸出可以通過求解傍軸波動方程得到

Ansys Zemax 在OpticStudio中模擬高階激光光束

本文描述了OpticStudio中可用于描述高階激光束的模型。一旦定義，這樣的光束可以在OpticStudio中使用物理光學(xué)傳播設(shè)計的任何光學(xué)系統(tǒng)中傳播。由矩形、圓形和橢圓形增益孔徑的激光腔產(chǎn)生的光束可以用可用的Hermite-Gaussian, Laguerre-Gaussian和Ince-Gaussian光束模型來描述。簡介一般來說，激光的輸出可以通過求解傍軸波動方程得到。這個方程最常見的解是理想單模高斯光束