标题鲍威尔棱镜Zemas建模办法与激光光束整形的运用概述简介鲍威尔棱镜是一种新式的棱镜体系，该体系的树立办法与激光光束整形技能相结合鲍威尔棱镜选用几许的办法将单模的高斯光束整型为均匀光束，随后引进杂乱的旋转反射面组织，使激光光束被均匀地分成了线形散布这种新的光束整形办法现已被大范围的运用在激光整型技能中特色1结构相对比较简略，易于操作2精确地把激光光束分成了线关于形状较规整的物体，效果更佳运用鲍威尔棱镜可用于激光光束的整形，包括切开
在激光整型技能方面，1965，Fridden宣布榜首篇无损耗激光整型技能，其运用几许的办法将单模的高斯光束整型为均匀光束。近，线形激光光束整型的文献日益增多。1986，日本人Nakamura运用简略的旋转反射面组织使出射光束为线
，Powell规划一个单透镜，藉由把握曲半径及锥形系数(Conicconstant)，能够使圆形的激光光束整形为均匀的线形光束。尔后，Powell在1996宣布能够将激光光束整形为D型光束的光学元件。1994，Frady由Powell的概，察觉Powell透镜难以运用在固态激光上，规划非对称的单透镜组件，在两垂直轴的曲半径及锥形系数
相同，此组件可用在非圆形入射的激光光源，将光源整形为均匀线形光源，但缺陷为在易对位(Alignment)且制造简略。
鲍威尔棱镜〔PowellLenses〕是一种光学划线棱镜〔非球面柱面镜〕，它使激光束通往后能够最优化地划成光密度均匀、稳定性高、直线性好的一条直线。鲍威尔棱镜划线优于柱面透镜的划线形式，能衰退高斯光束的中心热门和褪色边际散布。当约1mm的准直激光光束打到鲍威尔棱镜的棱上时，假定将棱镜顶端部分扩大能够精确的看出，棱是圆弧状的，光线入射后产生折射，折射角主要由两个棱面所构成的视点计划，终究通过出射面时再产生一次折射，整个出射光线构成一道扇形光幕。
鲍威尔棱镜的特性之一，便是对入射光束的尺度有严格要求，或大或小都会影响出射光线在方针方位的均匀性，并且一般要求入射光束的尺度都比较小，正好适用于激光光束的特征；一起轴心的对准度也有影响，所以用起来会很不便当。厚度H尽管不会影响出射光线的视点，但也会影响方针方位的均匀性。因而，鲍威尔棱镜的产品目标都会指明入射光束尺度的要求，标示直径和厚度等参数，如图25-1所示。
关于一般的曲面面型，能够由式〔25.1〕描绘，其间c为曲率〔半径所对应的〕，r是以透镜长度单位为单位的径向坐标，k为圆锥系数。圆锥系数关于双曲线所示，当曲面的曲率半径和圆锥系数不一起，顶端部分面型曲线外形不同。
一般的球面柱面镜，用于激光光束整形时，光斑依旧近似为高斯散布，而用鲍威尔棱镜整形则能够使光束的散布愈加均匀。
当入射光接触到鲍威尔棱镜的榜首面后会在透镜内快速的聚集，形成光束发散的发散角分外大，形成在像平面会有线形的效果；而因为榜首面只要在一个方向具有非球面曲率，而在此方向上的出射光束直径，就会等于在像平面的有用宽度。此外，鲍威尔亦提出其它外形的鲍威尔透镜，见表25-1，表中的发散角表明入射光通过同曲率半径及锥形系数的鲍威尔透镜后，出射光束在线形方向上的光束发散程度，发散角越大，在越近的作业间隔内可得到越长的线鲍威尔棱镜的特性参数
除了在榜首面有同的曲率及锥形系数之外，在其次面也可作成有曲率，就功用而言，榜首面的意图就在于使光束在像平面会具有好的均匀性，而其次面的效果便是在添加光束的发散角，不过一般市场上现有的制品鲍威尔棱镜其次面都是平面，比如Thorlabs在售的“线形激光产生透镜〔LaserLineGeneratorLenses〕”。这些透镜的输出扇形视点为30°、45°、60°或75°。它们需运用633nm波长、直径0.8mm(1/e2)的输入光束。这些线形激光产生透镜由N-BK7或N-SF6玻璃基造，在网站上还能够下载棱镜
的模型step等格式文件，可当作非序列元件导入仿真，但并未列出表面曲率与圆锥系数等参数。
在Zemax软件中完成鲍威尔棱镜的仿真很简练，因为透镜表面外形参数中现已包括圆锥系数Conic这个参数，只不过在一般球面透镜中，圆锥系数Conic都默以为0。如图25-7所示，在序列形式中的，只要将Surf2的表面类型设为柱面Toroidal，并将曲率半径设为0.4，圆锥系数Conic设为-1.6即可。3D光路结构图如图25-8所示，能查看光线的发散视点，能够对参数发展优化。不过
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