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    [分享]基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-13
    空间光调制器(SLM.0003 v1.0) i)^ZH#G p  
    应用示例简述 e, 3(i!47  
    1. 系统细节 ?9ho|  
    光源 :{='TMJ7  
    — 高斯激光 f0`rJ?us  
     组件 6}FDLBA  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 2ZIY{lBe  
    — 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 W;9X*I8f8  
     探测器 .mU.eLM  
    — 视觉感知的仿真 ;. [$  
    — 高帽,转换效率,信噪比 kIZdN D&  
     建模/设计 4oEq,o_  
    — 场追迹: ~m=%a  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 !`Yi{}1_  
    ^+l\YB7pD  
    2. 系统说明 w*R-E4S?2  
    qc4 "0Ap'  
    $}c@S0%P"  
    (dprY1noC  
    3. 建模&设计结果 = 8e8!8  
    :^L]Da3  
    不同真实傅里叶透镜的结果: #$^i x  
    aI#n+PW  
    _+Kt=;Y8  
    )h!l%72  
    4. 总结 1X}Tp\e  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 6&Ir0K/  
    V.[#$ip6:  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 P+|8MT0  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 4E(5Ccb  
    -"tgEC\tD  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 NB#*`|qt  
    hd BC ^n  
    应用示例详细内容 aw~EK0yU   
    :pu{3-n.  
    系统参数 ;l4 \^E1  
    "4AQpD  
    1. 该应用实例的内容 ._nKM5.  
    IbaL.t\>  
    nY0UnlB`  
    beR)8sC3q  
    ?i=!UN  
    2. 仿真任务 lH>XIEj  
    oKJ7i,xT  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 `5&V}"lB  
    9 (.9l\h  
    3. 参数:准直输入光源 {EN@,3bA  
    JU.%;e7  
    ng*E9Puu[  
    ?C2;:ol  
    4. 参数:SLM透射函数 j]D =\  
    !QspmCo+  
    jch8d(`?d  
    5. 由理想系统到实际系统 <%7 V`,*g/  
    sB/s17ar  
    \8aF(Y^H  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 >7q,[:(gs  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 :vT%5CQ  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 28yxX431S  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 dw!Eao47  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 * XGBym  
    ;O11)u?/s|  
    9?c^~77  
    -;-"i J0  
    n"Vd"}sU.  
    应用示例详细内容 " ?,6{\y,  
    Vatt9  
    仿真&结果 <~+  
    0M98y!A 5^  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 mhuaXbr  
    PtOnj)Q  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 R  |%  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 *b_54X%3  
     为优化计算加入一个旋转平面 jsQ$.)nO  
    :L0W"$  
    `0D1Nh"%k  
    /vMyf),2  
    2. 参数:双凸球面透镜 b\S}?{m5  
    sR .j~R  
    wm71,R1  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 9#6/c  
     由于对称形状,前后焦距一致。 LS;anNk@.}  
     参数是对应波长532nm。 ii9/ UtIQ  
     透镜材料N-BK7。 `p|vutk)U  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 2&URIQg*J  
    G'f"w5%qZv  
    e8bJ]  
    3>Snd9Q  
    @~3c;9LkY  
    I!D*(>  
    3. 结果:双凸球面透镜 n#cN[C9  
    [+z:^a1?V  
     0 XzO`*  
     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。 KK$A 4`YoR  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ): C4}&l  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 yRkMR$5&  
    0g-ESf``{n  
    J3;KQ}F.I  
    e`F|sz]k"H  
    FG:BRS<m~  
    4. 参数:优化球面透镜 |lV9?#!  
    C<XDQ>?  
    "cM5=;  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 I1O?)x~  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 yw!`1#3.  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 LP /4e`  
     透镜材料同样为N-BK7。 & jvG]>CS'  
    \ 6 a  
    P.DWC'IBN  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 #57z-x[1  
    O]eJQ4XN<  
    a0\UL"z#+  
    iZk``5tPE  
    5. 结果:优化的球面透镜 or`stBx  
    12dW:#[  
    )A=g# D#  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 +9CUnRv  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 q(^J7M)  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 G[j79o  
    c\MDOD%9  
    D7/Bp4I#o  
    |>GIPfVT  
    6. 参数:非球面透镜 ^iS:mt  
    FoCkTp+/  
    *DzPkaYD>  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 .+h pxZ  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 3 ?~+5DU  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 _1Gut"!{\  
    "\?G  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *wcoDQ b;  
    ,>v9 Y#U  
    v*'\w#  
    ,5*xE\9G  
    :exuTn  
    7. 结果:非球面透镜 E,yK` mPp^  
    (OQ @!R&  
    q.{/{9  
     生成期望的高帽光束形状。 \w[%n0  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 1:UC\WW  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 F:GKnbY  
    F6VIH(  
    f`=T@nA  
    5V8C+k)  
    5>Yd\(`K  
    8. 总结 FH`&C*/F0Y  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 B?Sfcq-  
    6*33k'=;F  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 CT%m_lN  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ^|(4j_.(e  
    ~ O=|v/]  
    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。 T<k1?h^7  
    Q9tE^d+%  
    扩展阅读 u@u.N2H.%  
    W+C_=7_  
    扩展阅读 i9U_r._qj;  
     开始视频 wN hR(M7  
    -     光路图介绍 D#}Yx]Q1  
     该应用示例相关文件: z}2e;d 7  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ATp  6-  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    [j U  
    N4|q2Jvj6  
    eE`1;13;  
    QQ:2987619807 \[I .  
     
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