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空间光调制器(SLM.0003 v1.0) WUo\jm[yr 应用示例简述 8ICV"8( 1. 系统细节 bar=^V) 光源 s$?LMfT — 高斯激光束 SWY 组件 nm& pn*1 — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 {qbe
ye! — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 rGXUV`5Na 探测器 Sk1t~ — 视觉感知的仿真 "a}fwg9Y — 高帽,转换效率,信噪比 Hb::;[bm: 建模/设计 Dte5g),R — 场追迹: erbk( 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。
Gk/cP` %?aq1 =B 2. 系统说明 >T c\~l j;7E+Yp
{7c'%e ^Y+Lf]zz* 3. 建模&设计结果 X{Hh^H M8<Vd1-5 不同真实傅里叶透镜的结果: _H@ATut 5ya^k{`+ZO ZTz07Jt ciiI{T[Z 4. 总结 -W<1BJE 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 %=Z/Frd DcdEt=\)h 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ;b~\[ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 3)6- S V $w
lOMp 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 'L-DMNxBr QkW'tU\^ 应用示例详细内容 jl&Nphp pr7lm5 系统参数 m%apGp'=1 u:2Ll[ eo 1. 该应用实例的内容 |*UB/8C^/! qy)~OBY mfaU_Vo& _p+E(i 9 %)?jaE}[ 2. 仿真任务 eh `%E0b} h]k$K 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 `o295eiY(b Z[d13G; 3. 参数:准直输入光源 %dg[ho 25-h5$s
w:QO@ _/noWwVu 4. 参数:SLM透射函数 -X~|jF ~'KqiUY
RK &>!^ 5. 由理想系统到实际系统 /*,_\ ; .6azUD4 @`:X,]{ 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 o!KDeY 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 L*[3rqER 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 ->{-yh]jv 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 @x+2b0 b 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 @r/~Y]0Ye5
M?%x=q\< uHSnZ"#
?X6}+ -Z$u[L [c 应用示例详细内容 ]kTxVe ybE2N 仿真&结果 #IM.7`I tLa%8@;'$ 1. VirtualLab中SLM的仿真 ~Ss,he]Er jJNCNH*0 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 35e{{Gn)v 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ^zQI_ydG 为优化计算加入一个旋转平面 yvoz 3_! o5?Y
!h7.xl OpN Gw$ 5<%sB 2. 参数:双凸球面透镜 >VkBQM-% X]D,kKasG R8Vf6]s_ 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 pcwYgq#5 由于对称形状,前后焦距一致。 %8tE*3iUF 参数是对应波长532nm。 U\tx{CsSz 透镜材料N-BK7。 hyf
;f7`o 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 * /n8T]s @CmKF
u/u(Z& A!B.+p[G
p|ink): @nY]S\if 3. 结果:双凸球面透镜 0>N6.itOz Wq1 jTIQ TjEXR$:< 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 ggx_h 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 PVBz~rG 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 5z!$=SFz \toU zTT
UgC65O2 bT^dtEr[
\H@1VgmR; 4. 参数:优化球面透镜 wc4BSJa,19 hcj}6NXc |
:-i[G?n 然后,使用一个优化后的球面透镜。 $}gMJG 通过优化曲率半径获得最小波像差。 VIP7j(#t_g 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 :]m.&r S, 透镜材料同样为N-BK7。 fx{8ERo 2+
cs^M3 wgS,U}/i 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 M}V!;o<t^ MxIa,M<
(O5Yd 6u 4\Y5RfLB_ 5. 结果:优化的球面透镜 <ukBAux,D YOD.y!.zq7 Zp9.
~&4o- 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 %'=*utOxy 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 i.vH$ 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 S=(O6+U
:pqUUZ6x&
]]O( IC k||t<&`Ze 6. 参数:非球面透镜 S%i^`_=Q tNi>TkC}` >CqzC8JF 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 USz~l7Xs 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ,RV
qYh(-| 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 }aVZ\PDg o eUi 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 lD/9:@q\V Q!e560@ ?BnU0R_r]
@Nek;xJ KhHFJo[8sf 7. 结果:非球面透镜 "La;$7ds "]+g5G O,Q.- 生成期望的高帽光束形状。 x;n3 Zr;( 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 g"! (@]L!@ 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 WTJ 0Q0U a[-!X7,IU
uZ!YGv0^
x]+PWk <1D|TrP 8. 总结 i+*!"/De 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 AI-*5[w#A *VZ|Idp 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ?l0eU@rwQ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 &]nx^C8V; c{1;x)L 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 K3yQ0k
| .,bpFcQ 扩展阅读 _QPqF{iI FZr/trP~ 扩展阅读 k6(7G@@} 开始视频 P!eo#b^S - 光路图介绍 D0D=;k 该应用示例相关文件: ,&P
4%N" - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 f!9i6 - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 m@td[^O- w&p+mJL. jf~](TK QQ:2987619807 G,u=ngZ]
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