🔭 激光扩束系统
Zemax 设计与优化
📐 30章 · 从入门到精通
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30个完整章节
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01.html ~ 30.html
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01
激光扩束系统概述
基本原理、应用场景（激光雷达、加工、光通信）及主要性能指标：扩束比、波前误差、透过率。
02
高斯光束理论基础
数学描述、束腰半径、瑞利长度、远场发散角，扩束系统对高斯参数的影响。
03
Zemax软件入门
OpticStudio界面、系统设置（波长/孔径/视场）、透镜数据编辑器(LDE)基本操作。
04
理想透镜模型与扩束比计算
近轴面(Paraxial)模拟理想透镜，计算扩束比，物方与像方焦距关系。
05
单透镜扩束系统设计
最简单的单透镜扩束，分析球差对光束质量的影响。
06
伽利略扩束系统设计（一）
结构原理（负透镜+正透镜），在Zemax中搭建初始结构。
07
伽利略扩束系统设计（二）
优化透镜间距，实现无焦系统(Afocal)，验证扩束比。
08
开普勒扩束系统设计
正透镜+正透镜结构，与伽利略系统优缺点对比。
09
透镜材料选择
BK7、Fused Silica、SF系列，Zemax材料设置，色散对扩束的影响。
10
非球面透镜在扩束系统中的应用
偶次非球面定义、设置，利用非球面校正球差。
11
优化函数基础
Merit Function构成，操作数SPHA/COMA/RMS，编写简单优化函数。
12
波前优化与点列图优化
Wavefront与Spot Diagram评价标准，对比两种优化差异。
13
多重组态设计 (Multi-Configuration)
模拟不同扩束比(2X/5X/10X)，设计变倍扩束系统。
14
公差分析入门
公差意义，TOLR操作数设置，灵敏度分析。
15
蒙特卡洛公差分析
Monte Carlo模拟，统计良率，确定关键公差项。
16
热效应分析
温度对折射率/曲率半径影响，多重组态模拟-20°C~+50°C。
17
偏振与镀膜影响
激光偏振特性，设置偏振膜层(Coating)，分析透过率。
18
鬼像分析
鬼像产生机理，非序列模式(NSC)进行鬼像追迹。
19
非序列模式基础
NSC与SC区别，在NSC中搭建简单激光扩束系统。
20
NSC中的探测器与光束分析
Detector Rectangle/Color，分析扩束后光斑能量分布。
21
扩束系统与光纤耦合
设计扩束用于光纤耦合，分析耦合效率，POP模拟。
22
物理光学传播 (POP)
POP基本原理，设置POP分析高斯光束M²因子变化。
23
双透镜扩束系统的高级优化
Hammer优化 & Global Search，突破局部极小值。
24
三透镜扩束系统设计
正-负-正结构，进一步校正像差，提升波前质量。
25
扩束系统与扫描振镜的匹配
与Galvo配合，入瞳位置和扫描角度对光束影响。
26
高功率激光扩束系统的热管理
热透镜效应，Zemax热分析工具模拟温度梯度。
27
ZPL宏编程入门
Zemax编程语言基础，编写宏自动计算扩束比和波前误差。
28
ZPL宏自动化设计
参数扫描（间距/曲率半径），自动寻找最佳结构。
29
扩束系统设计实例（一）
10倍伽利略系统，从初始结构到优化，输出设计报告。
30
扩束系统设计实例（二）
20倍开普勒系统，含公差分析和热分析，完整Zemax说明。