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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) z<0/#OP'  
    应用示例简述 vF>]9sMv  
    1. 系统细节 Pf?15POg&B  
    光源 ]9JH.fF  
    — 高斯激光 %Y5F@=>&  
     组件 S 2W@;XvV  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 <HIM k  
    — 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 {Ve`VV5E  
     探测器 ^!n|j]aw  
    — 视觉感知的仿真 /W LZyT2  
    — 高帽,转换效率,信噪比 =qL^#h83y  
     建模/设计 'T3xZ?*q=  
    — 场追迹: G-;EB  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 RZ ?SiwE  
    !- 5z 1b)  
    2. 系统说明  3SPXJa\i  
    i'^! SEt  
    XV`8Vb  
    UFUEY/q  
    3. 建模&设计结果 8s-X H  
    VwK7\j V  
    不同真实傅里叶透镜的结果: 5P 5Tgk  
    6E^9>  
    V)ag ss w?  
    FP*kA_z$  
    4. 总结 &FYv4J  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ^uVPN1}b^@  
    ,Tk53 "  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 q(1hY"S"}b  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 i*A_Po  
    &fU48n1Uh  
    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。 jR@>~t[}o  
    &n0Ag]$P  
    应用示例详细内容 @l5GBsLK  
    NX:\iJD)1U  
    系统参数 ,Z! I^  
    ;W FiMM\  
    1. 该应用实例的内容 +RkXe;q  
    kXlI *h  
    :C,}DyZy  
    wqJl[~O$  
    _u6MSRX[6$  
    2. 仿真任务 =U8+1b  
    &0J8I Cd=  
    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。 %[azMlp<  
    K*4ib/'E a  
    3. 参数:准直输入光源 s vS)7]{cU  
    7m?fv Ky  
    CteNJBm  
    [8oX[oP  
    4. 参数:SLM透射函数 r>CBp$  
    soX^$l  
    %5@> nC?`[  
    5. 由理想系统到实际系统 ltNY8xrdGN  
    :()K2<E  
    LZE9]Gd  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 I#7H)^us  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 =e9<.{]S/  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 fRkx ^u P  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 x;LO{S4Z  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 G{Uqp'=G  
    Vh]=sd<F  
    H6`zzH0"  
    &!HG.7AY  
    :7(d 6gEL  
    应用示例详细内容 ?Jgqb3+!o  
    1' dZ?`O  
    仿真&结果 5Kk}sxol  
    `49!di[  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 ilZ5a&X;  
    +$/NTUOP  
     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)。 wnQi5P+  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 "1%k"+&  
     为优化计算加入一个旋转平面 mS0;2x U  
    &>K|F >7q  
    7vI ROK~  
    ~~I]SI k{  
    2. 参数:双凸球面透镜 T| R!Aw.  
    P\z1fscnK  
    G(t&(t`[  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 \{ C ~B;=  
     由于对称形状,前后焦距一致。 */$]kE  
     参数是对应波长532nm。 Z1;+a+S=z  
     透镜材料N-BK7。 WE-+WC!!:  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ,jD-fL/:  
    Qp2~ `hD  
    k ,r*xt  
    fWF!%|L  
    [[]NnWJ  
    dwiLu&]u  
    3. 结果:双凸球面透镜 h96<9L  
    ^W^Y"0y9`  
    t_(S e  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 IA}.{zY~|  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 .v9i|E=<~  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 BA T.>  
    ;$qc@)Uwp  
    Z 8GIZ  
    W v,?xm  
    kb~ 9/)~g  
    4. 参数:优化球面透镜 q>6,g>I  
    Lg2PP#r  
    7~QAprwVS  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 k9VWyq__  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 2j1HN  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ww'B!Ml>F  
     透镜材料同样为N-BK7。 i=fhK~Jd  
    f;&XTF5D^  
    [RTo[-ci2  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 m}6>F0Kv  
    )[yKO  
    6QPT  
    @]EdUzzKq  
    5. 结果:优化的球面透镜 VwXR,(  
    zNEN[  
    tM;+U  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 +|4olK$[  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 \oP  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 {%\;'&@z\  
    eV0eMDY5  
    &@PAv5iNf  
    F0kQ/x  
    6. 参数:非球面透镜 bPl'?3  
    Ct3+ga$  
    1D~B\=LL}  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 _~*ba+{  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 vQDR;T"]  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 R F;u1vEQ8  
    V9  EC@)  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 |I.5]r-EK  
    $u)#-X;x  
    HEK?z|Ne  
    1Va@w  
    Xxm7s S  
    7. 结果:非球面透镜 !__^M3S,k  
    &kH7_Lz  
    %r:4'$E7|  
     生成期望的高帽光束形状。 =[gFaB_H  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 $! g~pV  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 iciRlx.$c  
    t Q>/1  
    KXu1%`x=%Z  
    (W9 K: ]}  
    1}CJ&  
    8. 总结 !~-@sq  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 m x2Ov u  
    `0R>r7f)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。 X8XE_VtP  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 $@WA}\D  
    5ai$W`6  
    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。 fs#9*<]m  
    UXHtmi|_:  
    扩展阅读 6%&w\<(SG  
    j<L!(6B  
    扩展阅读 Uz `OAb  
     开始视频 l!}7GWj  
    -     光路图介绍 8: VRq  
     该应用示例相关文件: !Jaj2mS.N  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 k rXU*64  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    t0 T#Xb  
    " _TAo  
    * a VT  
    QQ:2987619807 #5^S@}e  
     
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