高功率激光扩束难控像差？OAS软件搞定系统性能优化

简介

激光扩束准直系统是激光传输、激光加工、激光雷达及天文观测等领域的核心光学组件，可按指定倍率扩大光束直径、压缩发散角，保障长距离传输时的高平行度与高能量密度。本案例依托 OAS 光学软件，完成激光扩束准直系统的全流程建模、仿真、优化与性能验证，精准量化光束传播特性、像差水平与准直性能，为工程化设计提供可靠数据支撑与优化方向。

案例设置与操作

模型构建

采用 OAS 软件序列光线追迹模式，构建扩束准直结构，由负透镜与正透镜组合而成，无内部实焦点，适配高功率激光应用场景。透镜材料选用熔融石英，匹配红外波段低吸收与高激光损伤阈值需求；表面镀制宽带增透膜，控制反射率，提升光能利用率。

光源与探测器设置

在软件光源模块中创建高斯光束光源，精准匹配实际激光器输出模式，设定束腰半径、光轴方向与能量分布。于系统出射端设置近场光斑探测器、远场发散角探测器与波前探测器，同步采集光束直径、发散角、能量分布及波前畸变数据，排除环境噪声与无效信号干扰，保障结果准确性。

分析优化

执行序列光线追迹，生成三维光路追迹图与光束传播动画，直观呈现扩束、准直全过程。以发散角最小化、波前误差最优化为目标，启用软件内置优化算法，将透镜曲率半径、厚度、空气间隙设为变量，自动校正球差、彗差等初级像差，完成多目标迭代优化。通过公差分析模块，评估元件加工与装调误差对系统性能的影响，给出工程容错范围。

总结

本案例借助 OAS 光学软件完成激光扩束准直系统全流程设计与仿真，实现从概念建模到性能验证的一体化闭环，高效解决扩束倍率、发散角控制、像差校正等关键问题。软件跨尺度仿真、智能优化与多维度分析能力，可缩短设计周期、降低实物试制成本，提升系统可靠性与工程适配性，为激光应用领域光学系统研发提供高效、精准的国产工具支撑。