激光光束質量分析的案例
2023重磅光學硬件儀器推薦：Beamfiler Basic光束質量分析儀
光研科技自主研發的光束質量分析儀可實現激光光斑檢測及測試應用。為客戶提供定制光束質量分析一體化設計解決方案，并支持多應用開發。光束質量分析儀裝置一體化設計，配套衰減方案設計，支持實時曝光及增益調節。適用半導體激光器，固體激光器，光纖激光器，超快激光器，激光測距等領域。目前已作為成熟產品在市場推廣，性價比高，得到大量客戶認同。現公司研發部可根據客戶不同需求進行模塊化定制。
Beamfiler 是一款用于Windows 系統的激光光束分析產品，我們將Beamfiler Basic型號的光束質量分析儀重磅推薦給大家。完整產品目錄獲取，咨詢及訂購方式：（電話和微信號碼：15172359028）
Beamfiler Basic型號
性能特點：
本產品像素大小3.45μm
光斑檢測直徑范圍34.5μm~7mm
標配磁吸衰減，方便操作，可選更高功率衰減配置，功率范圍可達1000W.
支持手動和自動實時曝光及增益調節
高性價比，可代替進口激光光束質量分析儀，實現激光光斑檢測及測試應用
典型應用：
需要對激光光斑形狀進行檢測得場合，如激光生產，維護以及激光應用；
光學器件質量檢查；
激光腔鏡調整；
外光路準直；
光纖對準耦合分析等。
產品參數：
軟件功能介紹
展開 RP 系列激光分析設計軟件 | 光束質量
另一方面，特別是一些大功率激光器(如固態體激光器和半導體激光器，如二極管激光器)的 M2 非常大，可以超過100或者甚至遠高于1000。在固態激光器中，這通常是由于增益介質中熱引起的波面畸變和/或激光晶體中的有效模式面積和泵浦面積不匹配的結果，而在高功率半導體激光器中，光束質量差的原因則是使用了高度多模波導。在這兩種情況下，光束質量不佳都與高階諧振器模式的激發有關。
在衍射受限光束的焦點(束腰)(即光束半徑達到其最小值的位置)，光波面是平坦的。波面的任何擾動，例如，由于質量差的光學元件、透鏡的球面像差、增益介質中的熱效應、孔徑的衍射或寄生反射，都會影響波面的質量。對于單色光束，原則上可以通過相位掩膜等方法來恢復光束質量，但在實際應用中通常很難做到，即使在畸變是穩定的情況下也是如此。一種更靈活的方法是使用自適應光學與波前傳感器結合使用。
使用非共振模式清潔器或模式清潔器腔可以在一定程度上改善激光光束的光束質量。然而，但是，這會導致光功率的損失。
激光器的亮度，或者更準確地說，其輻射度，是由其輸出功率和光束質量共同決定的。
注意，“光束質量”一詞有時具有定性含義，與上文討論的聚焦性關系不大。在某些應用中，獲得如高斯形狀的平滑的光束強度曲線是至關重要的，而光束發散則無關緊要。因此，激光光束的“質量”可能無法用例如下面討論的 M2 來表征:一束光束可能具有相對小的 M2 值，但光束形狀多峰，而另一種光束可能具有平滑的光束形狀，但發散度較高，因此 M2 值較大。
一些激光應用，例如光刻，需要對大面積區域進行均勻照明。在這種情況下，“光束質量”可能與本文討論的聚焦性無關。因此，人們甚至可能更喜歡空間和時間相干性較低的光束。
展開 高質量激光光束光學系統中的空間濾波
用于光束切趾的圓形鋸齒光闌
VirtualLab Fusion獨特的模擬技術使用戶能夠對濾波進行詳細建模，從而評估對光學系統性能和特性的影響。
空間濾波是光學中的一項關鍵技術，用于細化激光束，提高其質量，并最大限度地減少像差和不必要的衍射效應。通過采用透鏡和光闌的組合，空間濾波選擇性地從激光束中去除不想要的成分，例如噪聲、衍射圖案和空間不規則性。這一過程確保了更均勻的強度分布，減少了發散，增強了相干性，從而提高了光束質量。空間濾波在各種應用中是必不可少的，包括激光加工、全息技術、顯微鏡和通信領域，其中對光束特性的精確控制對于最佳性能和精度至關重要。
展開 [NEWSLETTER] 高質量激光光束光學系統中的空間濾波
空間濾波是光學中的一項關鍵技術，用于細化激光束，提高其質量，并最大限度地減少像差和不必要的衍射效應。通過采用透鏡和光闌的組合，空間濾波選擇性地從激光束中去除不想要的成分，例如噪聲、衍射圖案和空間不規則性。這一過程確保了更均勻的強度分布，減少了發散，增強了相干性，從而提高了光束質量。空間濾波在各種應用中是必不可少的，包括激光加工、全息技術、顯微鏡和通信領域，其中對光束特性的精確控制對于最佳性能和精度至關重要。
VirtualLab Fusion獨特的模擬技術使用戶能夠對濾波進行詳細建模，從而評估對光學系統性能和特性的影響。
用于光束切趾的圓形鋸齒光闌
光束切趾在高能激光器和光束傳輸系統的設計中起著關鍵作用。得益于VirtualLab Fusion高度可定制的環境，鋸齒形光束切趾器可以使用插入式傳輸函數進行建模。
使用空間濾波器“清理”激光光束
在VirtualLab Fusion中對帶有針孔的空間濾波系統進行了建模。我們演示了針孔的開口如何影響輸出光束質量。
展開 
VirtualLab運用：在一個微鏡激光掃描系統中鏡像差對光束質量的影響
概括案例
1.系統細節
?光源
-綠色激光二極管
?元件
-基于單掃描微鏡的激光掃描系統，例如MEMS（微機電系統）
?探測器
-光線可視化檢查（3D顯示）
-場分布和相位計算
-光束參數（M2值，發散角）
?建模/設計
-光線追跡：首先概覽系統性能
-場追跡：
√光束傳播包含表面像差
√分析生成光束的形狀和質量
2.系統圖片
3.模擬和設計結果
鏡像差（由澤尼克多項式表示）：
4.總結
基于單掃描微鏡的激光掃描系統（例如MEMS）中的鏡像差進行建模和仿真。
1)模擬
通過使用光線追跡方法驗證激光掃描設置
2)建模
使用澤尼克標準界面來模擬靜態或動態形式的復雜鏡面像差
3)分析
為了計算場分布和評價光束形狀和參數，應用經典場追跡引擎
復雜的系統，如基于單微鏡的激光掃描儀可以通過使用VirtualLab Fusion來模擬。此外，幾乎所有類型的表面變形都可以通過引入澤尼克像差到掃描鏡來模擬。因此，可以根據掃描的位置評估光束形狀和質量。
詳細案例
系統參數
1. 此案例的背景和目的
?作為一個掃描鏡必須包含兩個掃描軸以及考慮一個更復雜的傾斜操作（傾斜的方向并不是獨立的）。
?另外，將表面像差引入到掃描鏡，可以是靜態或動態類型。
?因為澤尼克多項式非常適合描述幾乎所有類型的像差，它們可用于演示表面偏差。
2. 模擬鏡像差：澤尼克界面
?為了模擬靜態或動態鏡像差，使用澤尼克界面。
?通過使用澤尼克多項式，可以適當地插入任意相位或表面偏差。
展開 VirtualLab Fusion：在一個微鏡激光掃描系統中鏡像差對光束質量的影響
概括案例
1.系統細節
? 光源
- 綠色激光二極管
? 元件
- 基于單掃描微鏡的激光掃描系統，例如MEMS（微機電系統）
? 探測器
- 光線可視化檢查（3D顯示）
- 場分布和相位計算
- 光束參數（M2值，發散角）
? 建模/設計
- 光線追跡：首先概覽系統性能
- 場追跡：
√ 光束傳播包含表面像差
√ 分析生成光束的形狀和質量
2.系統圖片
3.模擬和設計結果
鏡像差（由澤尼克多項式表示）：
4.總結
基于單掃描微鏡的激光掃描系統（例如MEMS）中的鏡像差進行建模和仿真。
1) 模擬
通過使用光線追跡方法驗證激光掃描設置
2) 建模
使用澤尼克標準界面來模擬靜態或動態形式的復雜鏡面像差
3) 分析
為了計算場分布和評價光束形狀和參數，應用經典場追跡引擎
復雜的系統，如基于單微鏡的激光掃描儀可以通過使用VirtualLab Fusion來模擬。此外，幾乎所有類型的表面變形都可以通過引入澤尼克像差到掃描鏡來模擬。因此，可以根據掃描的位置評估光束形狀和質量。
詳細案例
系統參數
1. 此案例的背景和目的
? 作為一個掃描鏡必須包含兩個掃描軸以及考慮一個更復雜的傾斜操作（傾斜的方向并不是獨立的）。
? 另外，將表面像差引入到掃描鏡，可以是靜態或動態類型。
? 因為澤尼克多項式非常適合描述幾乎所有類型的像差，它們可用于演示表面偏差。
2. 模擬鏡像差：澤尼克界面
? 為了模擬靜態或動態鏡像差，使用澤尼克界面。
? 通過使用澤尼克多項式，可以適當地插入任意相位或表面偏差。
展開 激光光束質量評估遇瓶頸？OAS 軟件剪切干涉仿真來解決
剪切干涉案例分析
簡介
剪切干涉技術作為波前檢測領域的關鍵手段，憑借無需參考光路、結構緊湊、抗干擾能力強等優勢，在高精度光學系統裝調、激光光束質量評估及微納結構檢測中占據重要地位。OAS 光學軟件作為集成化的光學系統設計與仿真平臺，可通過三維建模、光線追跡及物理光學分析等功能，實現剪切干涉過程的全流程化模擬，為技術方案驗證與參數優化提供高效解決方案。
案例設置與操作
光源參數配置
本案例中，為模擬可見光波段典型檢測場景，選用波長 0.55μm（綠色可見光） 的單色高斯光束作為光源，其束腰半徑設定為 1mm，光束發散角通過軟件內置算法自動計算。光源發射模式選擇 “理想平面波入射”，以排除光源自身波前畸變對干涉結果的干擾。
核心光學元件設計
透鏡參數配置
選用直徑 20mm、焦距 50mm 的雙凸透鏡作為分束與反射元件，材料選擇 K9 光學玻璃（折射率 1.5168@0.55μm）。透鏡的.front 面（入射面）鍍制半透半反膜層（反射率 50%，透射率 50%），實現光束的初次分割；透鏡的.back 面（出射面）鍍制全反射膜層（反射率 > 99.9%），確保透射光束的高效反射。
剪切量生成機制
當入射光束照射到透鏡.front 面時，部分光直接反射（反射光 1），另一部分光透射進入透鏡后經.back 面全反射（反射光 2），通過透鏡的幾何結構設計使兩束反射光產生 0.1mm 的橫向剪切量，滿足干涉條紋分辨率要求。
探測器設置
在干涉光場傳播方向 100mm 處放置面陣 CCD 探測器，像素尺寸設定為 5μm×5μm，有效探測區域 256×256 像素，采樣頻率匹配光束空間分布特征，確保干涉條紋細節完整捕捉。
展開 RP Fiber Power 光纖激光器及激光器設計軟件—單模光纖內光束的特性(光束的傳輸特性)
研究非理想的入射條件下，單模光纖內多光束的傳輸特性。設定入射光為高斯型（不完全匹配光纖的導波模式），離軸入射，并具有一定的入射角。根據以上計算的光纖模式，用戶還需計算入射效率，采用多個光束傳輸，即可分析光纖內的傳輸特性。
圖1為yz平面的場振幅分布，可觀察到入射光如何進入包層的過程。
圖2為入射效率與初始光束半徑的函數關系。
RP 系列激光分析設計軟件 | 光束吸收裝置
光束吸收裝置
在各種情況下，都會有一束光（通常是激光束）是暫時或始終不需要的，因此需要被阻擋，例如,出于激光安全的原因。為此，可以使用某種安全吸收光功率的光束吸收器。與光束快門不同的是，光束吸收裝置不能被關閉，為了再次釋放這個光束，需要移除該裝置。
需要光束吸收裝置的一些典型情況：
當某種泵浦激光器向另一個設備(例如，鈦藍寶石激光器或OPO)發射光束時，需要暫時在沒有泵浦光的情況下工作(例如，清潔一些鏡子)，可以在設備之間插入光束吸收器(而不是關閉泵浦激光器)。
人們可能需要永久阻擋由寄生反射或透射產生的光束。例如，由于高循環的腔內功率，即使高功率激光器中的高反射鏡也可以傳輸大量的光功率。這種寄生光束可能導致激光危害或其他問題，例如一些激光鏡的支架的升溫，從而導致熱致失準。
一些光學設備會產生不需要的光束。例如，聲光偏轉器的非衍射光束或可變光衰減器中偏振器的輸出之一可能需要被吸收。
一種用于非常高功率水平的光束快門可以通過光束吸收器和可移動反射鏡的組合來實現，其可移動反射鏡到光路中，來實現光束進入吸收器。
光束吸收裝置的功能和類型
光束吸收器最重要的功能也許是避免任何光線沿其正常路徑傳播。只需一個簡單的光束阻擋裝置就能實現這一目的，例如，一個帶有黑色涂層(吸收涂層，如陽極氧化鋁)的金屬部件，可能還有一些冷卻管（fingers）。
在某些情況下，強烈抑制任何反射和反向散射光也很重要。例如，在激光安全性方面，即使來自千瓦激光束的散射光的最小部分也可能存在問題。那么簡單的光束阻擋器可能就不夠用了。因此，開發出了更多的具有更復雜設置的束流阱器件。例如，可以有一個光束被發射到其中的錐形黑色部分。盡管有吸收涂層，大多數被反射或散射的光到達黑色錐體的其他部分。
展開 ZEMAX | 如何在 OpticStudio 中模擬激光光束傳播：第二部分 使用近軸高斯光束工具來模擬高斯光束
有以下三種工具可在 OpticStudio 的序列模式中模擬高斯光束傳播：
基于光線的方式
近軸高斯光束分析
物理光學傳播
本系列的三篇文章旨在介紹如何創建一個高斯激光光源、如何分析光束通過光學系統時的傳播和如何使用上述三種方式優化至最小光斑。上周我們講到了本系列文章的第一篇：ZEMAX | 如何在 OpticStudio 中模擬激光光束傳播：第一部分-高斯光束理論和基于光線的方式。
本文也會介紹適用于特定情況的最佳模擬方式，是系列文章的第二篇，重點介紹如何使用近軸高斯光束分析工具對高斯光束建模。聯系我們下載文章中的附件。
介紹
OpticStudio 序列模式提供了三種模擬高斯光束傳播的工具：基于光線的方式、近軸高斯光束和物理光學傳播 (POP)。基于光線的方式利用幾何光線追跡來建模光束傳播。近軸高斯光束計算高斯光束通過近軸光學系統傳播時的各種光束數據，包括光束尺寸和束腰位置。而 POP 通過傳播相干波前來模擬激光光束，能對任意相干光束進行詳細的研究。本系列的三篇文章討論了如何使用這三種方法來建模高斯光束。本文將介紹方法2 - 用近軸高斯光束模擬激光光束傳播。
近軸高斯光線分析
該工具在分析 (Analyze)... 激光和光纖 (Lasers and Fibers)... 高斯光束 (Gaussian Beams)…近軸高斯光束 (Paraxial Gaussian Beam) 中。近軸高斯光束分析是一種交互式功能，可以作為一個“計算器”快速計算高斯光束的特性。該功能需要定義初始輸入光束的屬性及其M2值，來模擬理想模式和混合模式的高斯光束。它的優點是允許您輸入理想模式和混合模式 (M2>1) 兩種狀態的高斯光束，并顯示光束傳播至光學系統每個表面時的光束數據。
展開 [VirtualLab] Inces-Gaussian光束產生渦旋陣列激光光束的觀測
Express 16, 19934-19949(2008)]的步驟，利用嵌入Dove棱鏡的非平衡Mach-Zehnder干涉儀模擬了基于Ince-Gaussian模的渦旋陣列激光光束的生成。所提出的干涉裝置產生的渦旋陣列激光光束在傳播過程中和焦點都可以保持其光束輪廓。因此，所提出的渦旋陣列激光光束以二維陣列的形式應用于光鑷和原子阱中，具有很大的前景。
任務說明
在VirtualLab Fusion中構建系統
系統構建模塊—光源
系統構建模塊—組件和探測器
渦旋陣列激光光束產生的仿真
在光源中使用不同模式階次生成渦旋陣列
橢圓度參數對渦旋陣列圖案的影響
總結—系統構建模塊…
在VirtualLab Fusion的工作流程
? 設置輸入場
? Basic Source Models [教程視頻]
?Ince-Gaussian Models [用例]
? 使用界面構造真實組件
? 定義組件的位置和方向
- LPD II : Position and Orientation [教程視頻]
? 為非序列追跡設置通道
- Channel Setting for Non-Sequential Tracing [用例]
VirtualLab Fusion 技術
文件信息
進一步閱讀
- Mach-Zehnder Interferometer
- Ince-Gaussian Modes
展開 
經典光學都研究哪些內容？
激光檢測儀器推薦光束質量分析儀推薦理由：自主研發，性價比高，專業可靠
光研科技自主研發的光束質量分析儀是近日光電圈備受關注的一種光學檢測儀器，也是國內少有的自主研發的優秀光學檢測儀器。這款產品目前已經得到了很多用戶的好評。
這種光束質量分析儀不僅實用可靠，而且專業便捷，也可以根據用戶要求定制，關鍵是在很多方面可以替代國外的進口產品！
其中“Beamfiler Basic光束質量分析儀”是整個系列的基礎版。也是這個系列產品的爆款型號！它不僅價格實惠，關鍵是能夠幫助大家解決很多實用的問題，比如實驗室里面的鏡頭參數檢測測試，一些設備的透射光斑監測等等。
外形尺寸：性能特點：本產品像素大小3.45μm光斑檢測直徑范圍34.5μm~7mm標配磁吸衰減，方便操作，可選更高功率衰減配置，功率范圍可達1000W支持手動和自動實時曝光及增益調節高性價比，可代替進口激光光束質量分析儀，實現激光光斑檢測及測試應用
典型應用：需要對激光光斑形狀進行檢測得場合，如激光生產，維護以及激光應用；光學器件質量檢查；激光腔鏡調整；外光路準直；光纖對準耦合分析等。
產品參數：激光功率計推薦理由：性價比高，使用方便，應用廣泛
在很多激光行業的工作中，我們經常需要測試激光器出光口或光路聚焦點功率和能量。這個系列的激光功率計是一種優秀的光學儀器，它是光電設備售后人員的必備工具！（下圖可以點擊查看大圖）
光束質量分析儀，激光功率計以及激光器產品咨詢和訂購熱線李經理：13584002366（微信同號）
展開 招聘信息最新招聘2023！優秀光電企業誠聘英才！可接受應屆畢業生！
為了適應市場需求，公司在武漢建立了研發中心以及激光技術實驗室，目前已經推出了激光光束質量分析檢測儀器等多種自主產品！為了跟市場提供更優秀的產品和服務，公司正處于一個高速發展階段，前景也很不錯。
現因業務發展和擴大規模等需求，誠聘電話銷售崗位若干名，具體要求如下：
崗位職責：1.通過電話等溝通方式有效的聯系并發展客戶；2.保持公司現有的意向客戶的聯系，了解客戶需求，跟蹤其公司的項目狀態；3.利用各種渠道方式，尋找，挖掘新信息；
任職資格：1.大專以上學歷，接受優秀應屆畢業生，有工作經驗者優先。2.接受電銷工作，有良好的溝通能力、性格開朗。3.擁有一定的抗壓能力。
福利待遇：工作雙休，并為您提供住宿與繳納五險一金，公司擁有不錯的工作環境和氛圍，歡迎大家積極投遞簡歷。一經錄用，待遇從優！
簡歷投遞郵箱：
zfw@wave-optics.com
展開 ZEMAX | 如何在 OpticStudio 中模擬激光光束傳播：第三部分 使用物理光學傳播來模擬高斯光束
有以下三種工具可在 OpticStudio 的序列模式中模擬高斯光束傳播：
基于光線的方式
近軸高斯光束分析
物理光學傳播
本系列的三篇文章旨在介紹如何創建一個高斯激光光源、如何分析光束通過光學系統時的傳播和如何使用上述三種方式優化至最小光斑。
前面我們講到了本系列文章的前兩篇：
· 高斯光束理論和基于光線的方式
· 使用近軸高斯光束工具來模擬高斯光束
本文也會介紹適用于特定情況的最佳模擬方式，是系列文章的第三篇，重點介紹如何使用物理光學傳播工具來建模高斯光束，以及何時使用哪種工具。【 聯系我們下載文章中的附件。】
簡介
激光工程師經常發現有必要對激光在光學系統中的傳播進行建模。與基于光線的方法不同，物理光學傳播 (POP) 通過傳播相干波前來模擬激光光束，因此允許對任意相干光束進行非常詳細的研究。在接下來的章節中，我們將介紹如何使用 POP 建模光束傳播。
物理光學傳播
物理光學傳播通過傳播波前來模擬光學系統中的傳播。光束由離散采樣點的陣列上的數據表示，類似于用光線進行幾何光學分析的離散采樣。整個陣列通過光學表面之間的自由空間傳播。在每個光學表面上，系統會計算一個將光束從光學表面的一邊傳播到另一邊的轉換函數。因為光束是由其全部復值電場陣列描述的，所以物理光學傳播 POP 允許仔細研究任意相干光束，包括高斯或任何形式的高階多模激光束（光束是用戶可定義的）、遠焦衍射影響或有限鏡頭孔徑的影響（如空間濾波器）。這篇文章將不會深入如何使用物理光學傳播工具的細節。
展開 ZEMAX | 如何在 OpticStudio 中模擬激光光束傳播：第一部分-高斯光束理論和基于光線的方式
為了驗證當發射一束相干激光束到系統中時上文建模結果的質量，可以使用近軸高斯光束分析工具做一個快速比較：分析 (Analyze) …激光和光纖 (Lasers and Fibers) ...高斯光束 (Gaussian Beams) …近軸高斯光束 (Paraxial Gaussian Beam)。在這個系列的第二部分中可以找到對這個工具的完整描述。
在這里只關注近軸高斯光束，使用一維通用繪圖 (1D Universal Plot) 進行分析：分析 (Analyze) ...通用繪圖工具 (Universal Plot) ...1-維 (1D)。這幅圖顯示了作為像平面位置的函數計算得到的近軸高斯光束尺寸。
如圖示，高斯光束在約87.020 mm的后焦距時達到最小，這與上文的后焦距非常接近。這表明，可通過基于光線的優化得到產生最小的幾何光斑的成像位置，也可由近軸高斯光束工具計算出的最小高斯光束尺寸。與此同時，在該系統中，基于光線的最小光斑位置與最小高斯光束尺寸的位置吻合良好。
· 掃碼關注我們 ·
如果您對產品感興趣，或需要技術支持，歡迎致電垂詢！
展開 