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Top Hats Top-hat光束整形器是用來將一束近高斯入射激光光束在一個特定的工作平面轉(zhuǎn)換到一個均勻性強(qiáng)度（平滑）的圓形，矩形，正方形，線形或其他有銳邊的形狀。典型的應(yīng)用主要是在激光材料處理，包括激光燒蝕，焊接和激光顯示劃線，香煙過濾器，醫(yī)療和醫(yī)美。 為了獲得高質(zhì)量性能的光束整形器，激光輸出應(yīng)該是單模（TEM00）M2值低于1.3。

Top Hats Top-hat光束整形器是用來將一束近高斯入射激光光束在一個特定的工作平面轉(zhuǎn)換到一個均勻性強(qiáng)度（平滑）的圓形，矩形，正方形，線形或其他有銳邊的形狀。典型的應(yīng)用主要是在激光材料處理，包括激光燒蝕，焊接和激光顯示劃線，香煙過濾器，醫(yī)療和醫(yī)美。 為了獲得高質(zhì)量性能的光束整形器，激光輸出應(yīng)該是單模（TEM00）M2值低于1.3。

課程四十六：一個激光二極管光束整形器 這節(jié)課將展示如何設(shè)計(jì)從一個激光二極管到一個圓形準(zhǔn)直光束的光學(xué)轉(zhuǎn)換器。我們從一個典型的激光二極管的規(guī)格開始，它在 X 方向和 Y 方向上有不同的發(fā)散角，設(shè)計(jì)任務(wù)比較復(fù)雜。

><p class="ql-align-center"><strong style="color: rgb(51, 51, 51);">2.1設(shè)計(jì)要求</strong></p><p class="ql-align-center"><br></p><p class="ql-align-justify"><span style="color: rgb(51, 51, 51);">下面是一個衍射透鏡設(shè)計(jì)激光光束整形器的指標(biāo)

時間倒退到80年代末和90年代初，美國、德國和瑞典的研究人員開始電子束和激光將腔體內(nèi)的金屬粉末床焊接成復(fù)雜的三維形狀。增材制造（AM）的激光粉末床熔融（LPBF）和電子束粉末床熔融（EB-PBF）技術(shù)由此誕生。LPBF由SLM Solutions和EOS在90年代中期實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，而EB-PBF則由Arcam AB在1997年實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。

引言在現(xiàn)代光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，激光器輸出的高斯光束因強(qiáng)度分布不均導(dǎo)致能量利用率受限，光束整形技術(shù)作為提升光束均勻性、適配多場景應(yīng)用的核心手段，已廣泛滲透激光加工、光纖通信、醫(yī)療設(shè)備、激光雷達(dá)等關(guān)鍵行業(yè)[1]。從非球面透鏡組的校正到液晶空間光調(diào)制器（LC-SLM）的動態(tài)調(diào)控，光束整形技術(shù)的迭代升級始終離不開專業(yè)光學(xué)設(shè)計(jì)軟件的支撐。

衍射光學(xué)元件光整形 光學(xué)軟件VirtualLab可以用來設(shè)計(jì)和模擬用于激光光束整形的衍射光學(xué)元件。

設(shè)計(jì)透射光束整形器 2.生成入射激光光束Sources-Gaussian wave? 生成激光光束：- 點(diǎn)擊Source→Gaussian Wave- 輸入波長（wavelength）632.8nm和1/e2半徑（1/e2 radius）Propagations-Automatic Propagation Operator?

? 可以由在反射鏡平面上的反射激光光束和在反射鏡平面上的入射激光光束來計(jì)算光束整形反射鏡的光學(xué)函數(shù)。? 通過Manipulations→Array-Array Operation→Division （正確的選擇這兩個窗口的順序并進(jìn)行相除）以獲得光束整形反射鏡的光學(xué)函數(shù)。? 光束整形鏡光學(xué)函數(shù)的相位（左圖）。

?可以由在反射鏡平面上的反射激光光束和在反射鏡平面上的入射激光光束來計(jì)算光束整形反射鏡的光學(xué)函數(shù)。?通過Manipulations→Array-Array Operation→Division （正確的選擇這兩個窗口的順序并進(jìn)行相除）以獲得光束整形反射鏡的光學(xué)函數(shù)。?光束整形鏡光學(xué)函數(shù)的相位（左圖）。

高速打印：借助Production System的雙向單程Single Pass Jetting?打印技術(shù)，每天最多可進(jìn)行10,000個零件的3D打印，每次構(gòu)建零件，實(shí)現(xiàn)比傳統(tǒng)SLM激光粉末床的打印速度高100倍，最大限度地提高生產(chǎn)率。密集3D嵌套：無需支撐即可進(jìn)行粘合劑噴射3D打印，這意味著零件由松散的粉末支撐，無需焊接至底板。

光束傳輸系統(tǒng)（BDS.0005 v1.0）二極管激光光束使用無色散離軸反射裝置進(jìn)行準(zhǔn)直和整形 簡述案例 系統(tǒng)詳情?光源-強(qiáng)象散VIS激光二極管?元件-光束準(zhǔn)直和整形的反射元件（例如圓柱拋物面鏡）-具有高斯振幅調(diào)制的光闌?探測器-光線可視化（3D顯示）-波前差探測-場分布和相位計(jì)算

對于COMOSL的模擬主要集中在粉末熔化的熔池，相變等方面考慮，同時，附帶考慮了背景氣體。這里我們換一個是思路取思考，主要考慮反沖物質(zhì)（壓力）對背景氣體的影響，或說背景氣體對燒蝕形貌的影響。這里我們對空氣和材料都采用動網(wǎng)格的方式建模。主要采用的模塊：層流動網(wǎng)格+流體傳熱等模塊。目前，這個模型全球好像只發(fā)了兩篇SCI一區(qū)，還有很大的擴(kuò)展空間。

案例97.01 此案例演示了如何設(shè)計(jì)一個衍射光束整形器來將高斯激光束重塑到donut模式。

案例97.01 此案例演示了如何設(shè)計(jì)一個衍射光束整形器來將高斯激光束重塑到donut模式。

案例97.01 此案例演示了如何設(shè)計(jì)一個衍射光束整形器來將高斯激光束重塑到donut模式。

光束整形＞折射光學(xué) 任務(wù)描述 亮點(diǎn) 用戶友好界面引導(dǎo)設(shè)計(jì)一個光束整形元件，從而將高斯激光光束整形成一個圓形平頂光束。

2．模擬任務(wù)DOE：相位型衍射光束整形器直徑：2mmx2mm形狀：圓形相位級次：16 3.建模任務(wù)：入射光場高斯準(zhǔn)直激光光束的光束參數(shù) ?波長：632.8nm?激光光束直徑（1/e2）：1mm 4.建模任務(wù)：期望輸出光場 期望輸出場的參數(shù)=設(shè)計(jì)目標(biāo)圖樣（DTP）:

單參數(shù)變化 ?激光光束半徑對光束整形系統(tǒng)的光學(xué)性能有強(qiáng)烈的影響。?Usage Mode（使用模式）：選擇Standard（標(biāo)準(zhǔn)）模式以改變單個參數(shù)。?選擇腰束半徑X作為變化的參數(shù)。 ?光束整形系統(tǒng)對激光光束半徑的變化非常的敏感。?信噪比（SNR）將減小到28dB。

空間光調(diào)制器(SLM.0003 v1.0)應(yīng)用示例簡述1.系統(tǒng)細(xì)節(jié)?光源—高斯激光束?組件—反射型空間光調(diào)制器組件及后續(xù)的2f系統(tǒng)—不同的傅里葉透鏡設(shè)計(jì)(球面，非球面) 具有不同的性能和像差?探測器—視覺感知的仿真—高帽，轉(zhuǎn)換效率，信噪比?建模/設(shè)計(jì)—場追跡：?基于不同性能傅里葉透鏡的SLM光束整形系統(tǒng)的性能評估。