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案例設置與操作模型構建采用 OAS 軟件序列光線追跡模式，構建擴束準直結構，由負透鏡與正透鏡組合而成，無內部實焦點，適配高功率激光應用場景。透鏡材料選用熔融石英，匹配紅外波段低吸收與高激光損傷閾值需求；表面鍍制寬帶增透膜，控制反射率，提升光能利用率。光源與探測器設置在軟件光源模塊中創建高斯光束光源，精準匹配實際激光器輸出模式，設定束腰半徑、光軸方向與能量分布。

# 能量歸一化設置set/density 64 # 設置畫圖線條密度title 1: starting laser distributionplot/watch ex26_1.pltplot/liso nsl=64 xr=1.5 yr=1.5 # 繪制激光束初始強度曲線####激光器初始光束相位分布如圖

本例為一束激光從地基激光器出發傳輸到近地軌道上的一個轉換鏡上。轉換鏡將激光反射到一個聚焦鏡上，然后這束光打到大氣層內部一個低海拔的目標上。根據Kolmogorov模型，假設目標值的半徑為10cm，就可以計算大氣像差。本例中包含了激光擴束器像差、轉換鏡上的像差以及聚焦鏡上的像差。

# 能量歸一化設置 set/density 64 # 設置畫圖線條密度 title 1: starting laser distribution plot/watch ex26_1.plt plot/liso nsl=64 xr=1.5 yr=1.5 # 繪制激光束初始強度曲線 ####激光器初始光束相位分布如圖1所示：

10.6um 兩鏡間距 200mm左右 3 設計方案選擇由于激光波長較長，出射光束直徑較大，大口徑透鏡材料價格昂貴，反射系統便于冷卻，同時為了避免中心遮攔對激光能量的損失,提高系統的發射能量，故高功率激光擴束系統選擇離軸無焦卡塞格林系統進行擴束。

德國SLM Solutions公司以In718鎳基合金為粉料，通過改變激光熱源的能量密度分布，實現大面積單晶組織的PBF-L成形。盡管Solutions公司并未公開報道更多的工藝細節，改變激光的輪廓形狀及其能量密度分布確實能起到調控單晶組織的作用。

南極熊導讀：半個多世紀以來，關于激光和電子束這兩種能量束中究竟哪一種更適合成為精密焊接金屬的可行技術，學術界一直爭論不下。其中電子束能產生更深的焊接穿透力，但需要真空來防止光束散射，這意味著昂貴的真空室限制了應用的規模。激光的焊縫穿透力較小，不需要真空，也不受真空室的限制，但容易受到氣體污染的影響。所以，它們都有各自的價值主張和應用，。

兩項技術實現激光能量累積增強傳統的大多數激光武器試驗系統都采用一個大激光器發出激光，而“鐵束”激光武器系統采用光束三級疊合方式，實現激光能量的累積增強。即先由多個微小激光器合成疊陣，再將多個疊陣發出的多道光束進行合束，最后將激光束在目標瞄準點上疊加。其間，主要有兩大關鍵技術。

關鍵技術之二：對諸多光束進行合束所謂合束，即把多個較強激光束合成為一道能量更大、功率更強的激光束。典型的合束方式是通過控制光束，在更遠的距離上進行重合，交疊實現，即所謂“空間合束”，美國和德國的部分激光武器系統都是基于此原理進行構建。另一種是光譜合束，即通過將不同波長的多束激光進行精確調整合束來實現。

衍射光學元件在您的激光系統中將會有以下功能：? 控制衍射和干涉效應? 客戶自定義激光光束分束后的每束光的功率? 設計已確定特性的散射板? 激光光束強度整形? 使激光系統緊湊? 產生任意的2D強度分布? 使用IFTA快速優化成百上千個參數 一個衍射光分束器元件的一個周期的二元高度輪廓衍射光分束器 衍射光束分束器可以將一束激光分成自定義數目的光束

光束整形與分束 DOE產品有兩個主要系列：分束器和光束整形器。分束器是用于將單個激光束分成幾個具有不同能量水平和傳播角度光束的DOE。根據元件表面上的衍射圖案，分束器可以產生一維光束陣列（1×N）或二維光束矩陣（M×N）。光束分束器與單色光一起使用，并被設計用于特定的波長和輸出光束之間的分離角。

圖2 材料屬性構建3、 激光熱源子程序開發（1） 熱源特性：采用高斯分布模擬圓形激光束，功率密度函數為： 其中，P 為激光功率，r0為光斑半徑，r 為徑向坐標（2） 子程序實現：基于ABAQUS的用戶子程序接口（如DFLUX或HETVAL），編寫 Fortran/Python 程序生成動態加載的圓形激光熱源，通過時間 - 空間函數控制熱源移動軌跡

德國弗勞恩霍夫激光技術研究所正在使用新的系統技術進一步開發了金屬3D打印與環形激光束和電弧技術，德國亞琛工業大學焊接與連接研究所(ISF)正在使用它開發的混合焊接與環形聚焦和同軸送絲工藝。這兩個應用案例都是分布式交換機研究項目“KoaxHybrid”的一部分。最初的測試結果顯示，新的混合工藝與電弧焊相比焊接效率提高了大約100%。

場追跡：激光束仿真7. 場追跡：光強分布? 通過完全電磁場追跡，你可以對光強分布進行評估。? 以偽彩色(逆彩虹)顯示相振幅的平方值和在一個一維橫截面顯示(沿X軸)。? 此外，VirtualLab可以計算全部場功率一定比率區域的位置。如，被準直99%的能量位于3.1mmx4.8mm的特定區域8.

材料建模參考316L不銹鋼的各屬性, 高斯熱源的能量分布如圖3所示。其激光熔覆仿真時聚焦光斑內距離熱源中心r處的熱流密度為:式中:rh是激光束在基材上形成加熱光斑的半徑。模型建立之后, 規劃激光熱源的掃描軌跡, 設定需要重點分析的節點, 設置激光的掃描速度, 光斑大小、每掃描一周后的冷卻時間, 最終經過仿真計算后輸出各節點的結果。

光束整形與分束 DOE產品有兩個主要系列：分束器和光束整形器。分束器是用于將單個激光束分成幾個具有不同能量水平和傳播角度光束的DOE。根據元件表面上的衍射圖案，分束器可以產生一維光束陣列（1×N）或二維光束矩陣（M×N）。光束分束器與單色光一起使用，并被設計用于特定的波長和輸出光束之間的分離角。

這種方法被認為是高功率激光工藝的 “巔峰"，它涉及到將激光分割放大成多條相干光線，然后再將它們合并成強大的單束。△一位工程師在德累斯頓的Fraunhofer IWS安裝耶路撒冷的 "動態光束激光"。照片來自Fraunhofer IWS南極熊3D打印，贊17在Civan Lasers公司的案例中，它們已經開發出一種利用部分光束的小相位偏移來調制能量分布模式的方法。

這種激光模型也對相干光傳輸更精確的模擬進行了Gabor合成。 圖4.簡易激光半導體光束規格 例4.M平方激光束“M平方激光束”光源類型基于其M2因子模擬一個激光，，也被稱為光束質量或光束傳播因子。M2最小的可能值是1，這會指定一個高斯TEM00光束。M2的更大值表明在光束中高階模的混合。

，即可得到很好的達曼光柵結構和衍射能量分布，其能量分布如上所示。

這種激光模型也對相干光傳輸更精確的模擬進行了Gabor合成。圖 4.簡易激光半導體光束規格例4.M平方激光束“M平方激光束”光源類型基于其M2因子模擬一個激光，，也被稱為光束質量或光束傳播因子。M2最小的可能值是1，這會指定一個高斯TEM00光束。M2的更大值表明在光束中高階模的混合。