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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: 2021-08-02
    空间光调制器(SLM.0003 v1.0) |oLGc!i  
    应用示例简述 |1(x2x%}D^  
    1. 系统细节 Zk((VZ(y  
    光源 }P0bNY5?%  
    — 高斯激光 _<#92v !F  
     组件 $"W[e"Q  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 wbAwmOiZ  
    — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 IDT\hTPIs  
     探测器 -d A9x~o  
    — 视觉感知的仿真 Pz{MYw  
    — 高帽,转换效率,信噪比 m+;U,[%[*E  
     建模/设计 jVd`J  
    — 场追迹: * 3fl}l  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 P dqvXc  
    Mf#@8"l  
    2. 系统说明 %W\NYSm  
    \-pwA j?  
    AXHY$f|  
    r=0PW_r:  
    3. 建模&设计结果 wGNE b  
    1C{0 R.  
    不同真实傅里叶透镜的结果: <<u]WsW{C  
    iL);bv W  
    [mu8V+8@d4  
    m;l[flQ~  
    4. 总结 _>\33V-?b  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 PiM(QR  
    YiO}"  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 '1LN)Yw  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 v4s4D1}  
    )VkVZf | S  
    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。 "h_f- vP  
    z2YYxJ c&w  
    应用示例详细内容 5@%Gq)z5  
    S1Y,5,}  
    系统参数 F$tzsz,9n  
    yZ,pH1  
    1. 该应用实例的内容 /B?wn=][  
    <M1*gz   
    Nm z5:Rq  
    t;VMtIW+E  
    fVgK6?<8^  
    2. 仿真任务 gU+yqT7=  
    #)7`}7N  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 /!5ohQlPJ  
    hbJy<e1W  
    3. 参数:准直输入光源 VVch%  
    #BP0MY&  
    #oTVfY#  
    }C_g;7*  
    4. 参数:SLM透射函数 I2CI9,0  
    Y QC.jnb2  
    )yb~ kbe  
    5. 由理想系统到实际系统 _0rt.NRD  
    k8}fKVU;  
    ];Noe9o  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 =<HekiYM  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 !`=iKe&%E  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 N\ Mdia  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 uo]\L^j   
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ;~:Z~8+{c  
    P?>:YY53  
    q!0HsF  
    [DjlkA/Zg  
    |+ Rx)  
    应用示例详细内容 2Xv}JPS2As  
    yO7H!}y_  
    仿真&结果 %IVM1  
    l H_pG~  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 Cj~e` VRhk  
    2(GY k  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 `Z>=5:+G@2  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 4uO88[=  
     为优化计算加入一个旋转平面 9'H:pb2  
    B^TgEr  
    0AWxU?$A4  
    N~v<8vJq`  
    2. 参数:双凸球面透镜 IxWi>8  
    tE-bHu370  
    o<48'>[  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 .{t5_,P  
     由于对称形状,前后焦距一致。 .R` _"7  
     参数是对应波长532nm。 ck `td%  
     透镜材料N-BK7。 4>d]0=x  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Cd^1E]O0{  
    3 +'vNc  
    KS5a8'U  
    <Sd ef^  
    "kcix!}&  
    ~P}ng{x4z  
    3. 结果:双凸球面透镜 |4/rVj"  
    ~5|R`%  
    \anOOn@  
     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。 Fg p|gw4  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ImB5F'HI$  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 MX#LtCG#V  
    %F150$(D  
    %?V~7tHm>  
    vD#kH 1  
    T"H"m4{'  
    4. 参数:优化球面透镜 `j'1V1  
    (g[WZB3x  
    <6.`(isph  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 n|H8O3@  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 /: -&b#+  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 HI:1Voy  
     透镜材料同样为N-BK7。 XkUwO ]  
    AwuhF PG  
    =`(W^&|  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 {C]tS5$Z  
    TT;ls<(Lg  
    { **W7\h  
    &%(Dd  
    5. 结果:优化的球面透镜 I4qS8~+#  
    PpLh j  
    mIrN~)C4\  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 <M5fk?n,|  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 a)S6Z  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 pR2U&OA  
    _XT;   
    #:Q\   
    $mAyM+ ph[  
    6. 参数:非球面透镜 xp^Jp  
    N2j^fZd_  
    2Kr8#_) 0  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 fO#nSB/ 8  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 ?c"i V  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ?%ltoezf  
    S 1~EJa5H  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3TV4|&W;  
    Mg}/gO% o  
    /={N^8^=x  
    l*CCnqE  
    rN.8-  
    7. 结果:非球面透镜 icVB?M,m  
    "Il) _Ui  
    O\=Zo9(NHF  
     生成期望的高帽光束形状。 f*xv#G  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 G<rAM+B*g  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 e^;:iJS  
    'F/uD 1;  
    BSr#;;\  
    e*I92  
    c*R\fQd  
    8. 总结 }=gD,]2x8  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 5K&A2zC|  
    nHF~a?|FT  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Ed_Fx'  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 <dXeP/1w`  
    Tk 'Pv  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 F_/ra?WVH  
    W"t^t|H'~  
    扩展阅读 \fvm6$ rZ^  
    I^n,v) 8  
    扩展阅读 eqOT@~H  
     开始视频 >s.y1Vg~C  
    -     光路图介绍 "?iyvzo  
     该应用示例相关文件: <wd;W;B  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 WD kE 5  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    s`v$r,N0  
    x.Ny@l%]  
    pP"j|  
    QQ:2987619807 QWt3KW8)  
     
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