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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) /GIGE##1F  
    应用示例简述 FBNLszT{L  
    1. 系统细节 S)WxTE9  
    光源 AygdAg'\  
    — 高斯激光 vn^O m-\  
     组件 (XO=W+<'  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 [Y .8C$0  
    — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 z4:!*:.Asu  
     探测器  j%Au0k  
    — 视觉感知的仿真 X3:z=X&Zd  
    — 高帽,转换效率,信噪比 1_] X  
     建模/设计 E(r_mF7:  
    — 场追迹: [<R haZz  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 V/ G1C^'/  
    Jw;~$  
    2. 系统说明 MeEa|.  
    i< ^X z  
    8!{*!|Xd  
    ?'MkaG0g  
    3. 建模&设计结果 nHdQe  
    h+Co:pr  
    不同真实傅里叶透镜的结果: UA6id|G  
    @Z~YFnEJi  
    6!m#;8 4  
    Z6Fu~D2U y  
    4. 总结 bej(Ds0  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Te+(7 Z  
    r N$0qo  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ,>a!CnK=  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 }HoCfiE=X  
    wXQxZuk[  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 0~qc,-)3  
    |H?t+Dyn)q  
    应用示例详细内容 7S a9  
    eP-|3$  
    系统参数 o9eOp3w30  
    ( eTrqI`  
    1. 该应用实例的内容 mJUM#ry  
    )zr*Ecz  
    }(nT(9|  
    ..)J6L5l  
    [H}> 2Q  
    2. 仿真任务 &u>dKf)5  
    PILpWhjL$9  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 :V'99Esv`  
    !O_G%+>5W  
    3. 参数:准直输入光源 Ul}RT xJ  
    }=-0 DSLVj  
    o}rG:rhIh  
    su%(!XJQpg  
    4. 参数:SLM透射函数 B0@ Tz39=  
    >w S'z]T9  
    }>@\I^Xm,  
    5. 由理想系统到实际系统 +S4n416K  
     i0=U6S:#  
    dCd~]CI  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 4?R979  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 #Z%" ?RJ  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 F)^0R%{C  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 E-z5mX.2  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 TjUwe@&Rw  
    h&>3;Lj  
    53i]Q;k[  
    }DhqzKl  
    E4 X6f  
    应用示例详细内容 "-Q+!byh  
    AF'<  
    仿真&结果 q1}!Okr"2  
    Q~,Mzt"}W  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 h&0zR#t  
    [^qT?se{  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 P 45Irir  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 hXTfmFy{n  
     为优化计算加入一个旋转平面 ? :H+j6+f  
    eAy,T<#  
    r: K1PO  
    I  C  
    2. 参数:双凸球面透镜 gm9*z.S\'  
    Uy?jVPL  
    E %mEfj7  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 .#( vx;  
     由于对称形状,前后焦距一致。 y]h0c<NP  
     参数是对应波长532nm。 9!( 8o  
     透镜材料N-BK7。 Aw#<:6-  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 m}"Hm(,6  
    ;R?@ D]  
    h(|T.  
    ?N Mk|+  
    p<fCGU  
    w!f2~j~  
    3. 结果:双凸球面透镜 AQ,lLn+  
    {-Y;!  
    tV)CDA&Z  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 *ID=X!v  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 6K.2VY#  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 a"jE\OZ{+s  
    2) X#&IE  
    Gx C+lqH#  
    -XBZ1q  
    &4?&tGi  
    4. 参数:优化球面透镜 ~gI%lORqN  
     3 xyrWl  
    Q"&Mr+  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 3TwjC:Yhv2  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 \|HtE(uCM1  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 m+c-"arIpA  
     透镜材料同样为N-BK7。 "^]gIQc  
    xi (@\A  
    <i~xJi%1#  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 NUsxMhP  
    D3Q+K  
    z D{]3pg  
    KIF9[/P  
    5. 结果:优化的球面透镜 0Ui.nz j  
    7#LIGr  
    Sdq}?-&Sa  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 *Soi  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 #NM)  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Cut~k"lv  
    Fd9[Pe@?`  
    Nv5^2^Sc=  
    Pe%[d[ k  
    6. 参数:非球面透镜 `D+zX  
    JQQyl:=  
    6"-$WUlg  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 2 }xePX9?  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 ? |M-0{  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 _}R$h=YD  
    N3G9o`k  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 !gX xM,R  
    <9@n/  
    Z=Y29V8  
    RC_Pj)  
    i%i~qTN  
    7. 结果:非球面透镜 hUMG}<  
    wv\X  
    Ca |}i+  
     生成期望的高帽光束形状。 SdH=1zBc  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 =4_}.  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 +g1>h ,K 3  
    k3Yu"GY^  
    Z`-$b~0  
    mE~ WE+lw9  
    5EtR>Pc  
    8. 总结 ?N{\qF1Mz  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 >2#<gp3  
    @gP*z6Z  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。  u$?!  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~n 'A1  
    OX"Na2-el  
    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。 1H-Wk  
    $yOB-  
    扩展阅读 &4%pPL\f  
    R}oN8  
    扩展阅读 UBd+,]"f  
     开始视频 Y}[<KK}_  
    -     光路图介绍 !8 @yi"n  
     该应用示例相关文件: zgjg#|  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 jIKg* @  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    i#:To |\u  
    "leSQ  
    "~Fg-{jM%  
    QQ:2987619807 \S h/<z  
     
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