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本帖基于ABAQUS的VDLOAD/DLOAD子程序?qū)Ρ蕊@式/隱式算法下不同光斑形狀的應(yīng)力和塑性應(yīng)變。首先進(jìn)行模型構(gòu)建。 材料采用Ti-6Al-4V鈦合金，有限單元區(qū)賦予彈塑性參數(shù)，無限單元賦予彈性參數(shù)。

7、 附件：本案例中的abaqus模型文件（包括cae和激光子程序）

孔徑結(jié)構(gòu)構(gòu)件首先通過 “自定義曲線” 工具，以光軸中心為原點(diǎn)，輸入三角形三個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)（如 (0,8mm)、(-7mm,-4mm)、(7mm,-4mm)），生成對稱三角形圖形；隨后創(chuàng)建半孔徑 15mm 的矩形平面（全孔徑 30mm，確保矩形范圍完全覆蓋三角形）；最后調(diào)用軟件布爾運(yùn)算功能，選擇 “矩形平面 - 三角形” 差集運(yùn)算，去除矩形中三角形以外區(qū)域，生成三角孔徑結(jié)構(gòu)，過程中通過實(shí)時(shí)預(yù)覽功能調(diào)整頂點(diǎn)坐標(biāo)

光束整形器是用于將近高斯入射激光束變換成在特定工作平面中具有明顯邊界的圓形、矩形、正方形、線或其它形狀的強(qiáng)度均勻光斑的DOE。通過光束整形器實(shí)現(xiàn)的均勻強(qiáng)度分布能夠均勻地處理表面，防止對工件的過度曝光或曝光不足。此外，光斑的特征在于存在一個(gè)鮮明的過渡區(qū)，使得在處理區(qū)域和未處理區(qū)域之間形成清晰的邊界。光束整形器包括均化器，平頂光束整形器，渦旋透鏡（螺旋相位板）和衍射錐透鏡。

將反射面的物體類型設(shè)置為矩形探測器，材料為MIRROR，光在反射面上反射，我們將觀察到樣品處的光線。樣品應(yīng)與聚焦透鏡對齊，距離約為50mm(聚焦透鏡的的最佳焦點(diǎn)將通過優(yōu)化找到)。光斑大小約為15μm，半寬為0.05mm、X和Y的像素?cái)?shù)為100將使我們能夠分辨出光斑。參考臂該部分只需要一個(gè)平面參考鏡，即物體7，它可以在Z方向上調(diào)整位置以改變光程差(深度掃描)。

如圖4，可以看到探測器602顯示的8mm×8mm的區(qū)域內(nèi)只在中心出現(xiàn)了一個(gè)點(diǎn)狀光斑。這是因?yàn)榱慵壍膹?qiáng)度太大，其它衍射級次較弱。為了能夠顯示其它的級次。需要用矩形選區(qū)選中零級光斑，在Manipulation選項(xiàng)中用清除選區(qū)的命令將中心清除?？梢钥吹酱藭r(shí)對應(yīng)1級的光斑出現(xiàn)了，對應(yīng)最大強(qiáng)度4e-4顯著低于原本的0.21979.圖4.

光束整形器是用于將近高斯入射激光束變換成在特定工作平面中具有明顯邊界的圓形、矩形、正方形、線或其它形狀的強(qiáng)度均勻光斑的DOE。通過光束整形器實(shí)現(xiàn)的均勻強(qiáng)度分布能夠均勻地處理表面，防止對工件的過度曝光或曝光不足。此外，光斑的特征在于存在一個(gè)鮮明的過渡區(qū)，使得在處理區(qū)域和未處理區(qū)域之間形成清晰的邊界。光束整形器包括均化器，平頂光束整形器，渦旋透鏡（螺旋相位板）和衍射錐透鏡。

光柵孔徑設(shè)置尺寸為 1mm，孔徑形狀采用圓形（默認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)形狀，可根據(jù)實(shí)際需求調(diào)整為矩形或其他異形結(jié)構(gòu)），確保光柵的有效通光區(qū)域符合仿真場景需求；在軟件的光柵屬性設(shè)置界面中，明確勾選 “考慮 0 級、+1 級、-1 級衍射光線” 選項(xiàng)，屏蔽更高級數(shù)（如 ±2 級、±3 級）的衍射光線，以聚焦核心級數(shù)的傳播與成像分析，同時(shí)降低仿真計(jì)算量；根據(jù)實(shí)際光柵類型（如透射式、反射式）設(shè)置光柵的折射率

光束整形器可以產(chǎn)生如下的光分布：? 矩形和圓形高帽? 均勻線形光斑? 環(huán)形模式? 厄米高斯和拉蓋爾高斯模式? 任意的2D強(qiáng)度圖案光束整形器元件產(chǎn)生的高帽輪廓環(huán)形模式

它還可以結(jié)構(gòu)光投影中生成線性光斑，輔助三維成像。柱透鏡的種類圖2. 柱透鏡的三種結(jié)構(gòu)如圖2所示，根據(jù)柱面鏡表面的類型可以將它分為平凹柱面鏡、平凸柱面鏡和雙凸柱面鏡。單個(gè)平凸柱透鏡由一個(gè)矩形平面和一個(gè)圓柱面構(gòu)成，前表面分別稱為母線和弧線，根據(jù)焦距公式R=f(n-1), f為鏡頭焦距，n為折射率，R為曲率半徑，矢高公式為，W為半弧線寬。

將反射面的物體類型設(shè)置為矩形探測器，材料為MIRROR，光在反射面上反射，我們將觀察到樣品處的光線。樣品應(yīng)與聚焦透鏡對齊，距離約為50mm(聚焦透鏡的的最佳焦點(diǎn)將通過優(yōu)化找到)。光斑大小約為15μm，半寬為0.05mm、X和Y的像素?cái)?shù)為100將使我們能夠分辨出光斑。參考臂該部分只需要一個(gè)平面參考鏡，即物體7，它可以在Z方向上調(diào)整位置以改變光程差(深度掃描)。

將反射面的物體類型設(shè)置為矩形探測器，材料為MIRROR，光在反射面上反射，我們將觀察到樣品處的光線。樣品應(yīng)與聚焦透鏡對齊，距離約為50mm(聚焦透鏡的的最佳焦點(diǎn)將通過優(yōu)化找到)。光斑大小約為15μm，半寬為0.05mm、X和Y的像素?cái)?shù)為100將使我們能夠分辨出光斑。

探測器上顯示出的多個(gè)橢圓光斑是由于光線在光管中發(fā)生了不同次數(shù)的全內(nèi)反射導(dǎo)致的，我們可以從下圖中清晰的看到全反射現(xiàn)象：查閱用戶手冊中的非序列物體列表可以發(fā)現(xiàn)，所有物體中并沒有符合我們想要的物體形狀，然而我們可以通過組合矩形體 (Rectangular Volume Object) 和矩形Torus體 (Rectangular Torus Volume Object) 來創(chuàng)建。

圖6：光束遮擋圖7：Mirror1（左）和Mirror2（右）的光跡圖 到目前為止，此設(shè)計(jì)已經(jīng)在 OpticStudio 中進(jìn)行了布局、優(yōu)化和調(diào)整，使其匹配3U 立方體衛(wèi)星的外形尺寸，并實(shí)現(xiàn)了以下光斑尺寸和 MTF 性能： 圖8：名義系統(tǒng)性能 光斑尺寸在所有視場點(diǎn)上都達(dá)到衍射極限，MTF也符合在80 cycles/mm時(shí)大于0.25的指標(biāo)。

將反射面的物體類型設(shè)置為矩形探測器，材料為MIRROR，光在反射面上反射，我們將觀察到樣品處的光線。樣品應(yīng)與聚焦透鏡對齊，距離約為50mm(聚焦透鏡的的最佳焦點(diǎn)將通過優(yōu)化找到)。光斑大小約為15μm，半寬為0.05mm、X和Y的像素?cái)?shù)為100將使我們能夠分辨出光斑。

系統(tǒng)如下所示： ?現(xiàn)在，視場數(shù)據(jù)編輯器中的視場必須重新定義為LCD視場尺寸： 系統(tǒng)性能?光斑尺寸(模糊)：可以在Afocal image Space中檢查圖像清晰度，STOP的大小等于白天的瞳孔尺寸，它的直徑是4毫米。 光斑的模糊低于2’，1’大約是人眼的分辨率。

探測器上顯示出的多個(gè)橢圓光斑是由于光線在光管中發(fā)生了不同次數(shù)的全內(nèi)反射導(dǎo)致的，我們可以從下圖中清晰的看到全反射現(xiàn)象：查閱用戶手冊中的非序列物體列表可以發(fā)現(xiàn)，所有物體中并沒有符合我們想要的物體形狀，然而我們可以通過組合矩形體 (Rectangular Volume Object) 和矩形Torus體 (Rectangular Torus Volume Object) 來創(chuàng)建