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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，有必要對這種效應(yīng)進(jìn)行建模。在本系列的 5 篇文章中，我們將對激光加熱效應(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） =<? +#-;p +y&Tf#.V/A M luVx' FEA 分析準(zhǔn)備 Tk5W'p|6f 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。 a-=8xs' 體探測器物體 /ro =?QYb 與 2D 探測器物體（例如矩形探測器、表面探測器、顏色探測器等）不同，體探測器為 3D 物體形式的探測器，探測器將通過像元（體積形式的像素）記錄對應(yīng)的吸收通量、入射通量以及體吸收通量。為了獲得鏡頭中對應(yīng)的吸收通量數(shù)據(jù)，我們將在系統(tǒng)中使用體探測器物體。 thif Rd$4 當(dāng)使用體探測器時，我們可以充分利用非序列模式中的嵌套規(guī)則，計算鏡頭等物體內(nèi)部吸收的通量。如果兩個非序列模式物體在空間里重疊，則重疊區(qū)域中的光線行為由嵌套規(guī)則進(jìn)行確定。嵌套規(guī)則規(guī)定：如果光線在空間里的同一位置上照射到一個以上的物體，NSC 編輯器中列出的最后一個物體將用于確定該位置上用于與光線相互作用的表面屬性或體屬性。 ,n3a
gkPO> 添加體探測器物體 "Y~:|?(@- 為了獲得鏡頭吸收的通量，我們將為每個元件添加一個體探測器物體。根據(jù)嵌套規(guī)則，在 NSCE 的每個鏡頭前面插入一個略大于相應(yīng)鏡頭元件的體探測器。#X Pixel、#Y Pixel 和#Z Pixel 等參數(shù)可用于指定每個體探測器物體中的像元總數(shù)量。此時，我們應(yīng)該與 FEA 工程師進(jìn)行溝通如何設(shè)置該像元數(shù)量，這樣有助于確保無需使用過多像元數(shù)量的情況下為 FEA 分析提供足夠高的分辨率設(shè)置，以避免進(jìn)行過多數(shù)量的光線追跡。在本例中，我們決定使用適中的像元采樣100x100x100。 wVEm:/;z& 根據(jù)以下 NSCE 截圖，添加對應(yīng)的體探測器物體。 xl A$:M& %-c*C
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