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大功率激光器廣泛用于各種領(lǐng)域當(dāng)中，例如激光切割、焊接、鉆孔等應(yīng)用中。由于鏡頭材料的體吸收或表面膜層帶來的吸收效應(yīng)，將導(dǎo)致在光學(xué)系統(tǒng)中由于激光能量吸收所產(chǎn)生的影響也顯而易見，大功率激光器系統(tǒng)帶來的激光能量加熱會(huì)降低此類光學(xué)系統(tǒng)的性能。為了確保焦距穩(wěn)定性和激光光束的尺寸和質(zhì)量，有必要對(duì)這種效應(yīng)進(jìn)行建模。在本系列的 5 篇文章中，我們將對(duì)激光加熱效應(yīng)進(jìn)行仿真，包括由于鏡頭材料溫度升高而引起的折射率變化，以及由機(jī)械應(yīng)力和熱彈性效應(yīng)造成的結(jié)構(gòu)變形。（聯(lián)系我們獲取文章附件） Jjy}m0)#W_ eSvu:euv 9oaq%Sf FEA 分析準(zhǔn)備 5B 51^" 在本文中，我們將在 OpticStudio 中打開完整的光機(jī)系統(tǒng)，準(zhǔn)備記錄光束穿過鏡頭和反射鏡時(shí)被吸收的激光功率。隨后，我們使用可以導(dǎo)入到FEA軟件的格式來導(dǎo)出此數(shù)據(jù)。打開附件中的 ‘system_NSC_2022.zar’ 文件。 - Wmpj 體探測(cè)器物體 D`LwW` 9 與 2D 探測(cè)器物體（例如矩形探測(cè)器、表面探測(cè)器、顏色探測(cè)器等）不同，體探測(cè)器為 3D 物體形式的探測(cè)器，探測(cè)器將通過像元（體積形式的像素）記錄對(duì)應(yīng)的吸收通量、入射通量以及體吸收通量。為了獲得鏡頭中對(duì)應(yīng)的吸收通量數(shù)據(jù)，我們將在系統(tǒng)中使用體探測(cè)器物體。 v!x=fjr< 當(dāng)使用體探測(cè)器時(shí)，我們可以充分利用非序列模式中的嵌套規(guī)則，計(jì)算鏡頭等物體內(nèi)部吸收的通量。如果兩個(gè)非序列模式物體在空間里重疊，則重疊區(qū)域中的光線行為由嵌套規(guī)則進(jìn)行確定。嵌套規(guī)則規(guī)定：如果光線在空間里的同一位置上照射到一個(gè)以上的物體，NSC 編輯器中列出的最后一個(gè)物體將用于確定該位置上用于與光線相互作用的表面屬性或體屬性。 r}vr E
^Q 添加體探測(cè)器物體 lF B Ka
,6 為了獲得鏡頭吸收的通量，我們將為每個(gè)元件添加一個(gè)體探測(cè)器物體。根據(jù)嵌套規(guī)則，在 NSCE 的每個(gè)鏡頭前面插入一個(gè)略大于相應(yīng)鏡頭元件的體探測(cè)器。#X Pixel、#Y Pixel 和#Z Pixel 等參數(shù)可用于指定每個(gè)體探測(cè)器物體中的像元總數(shù)量。此時(shí)，我們應(yīng)該與 FEA 工程師進(jìn)行溝通如何設(shè)置該像元數(shù)量，這樣有助于確保無需使用過多像元數(shù)量的情況下為 FEA 分析提供足夠高的分辨率設(shè)置，以避免進(jìn)行過多數(shù)量的光線追跡。在本例中，我們決定使用適中的像元采樣100x100x100。 i}
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