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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) Y"oDFo,  
    应用示例简述 )-#i8?y3C  
    1. 系统细节 QQq/5r4O`q  
    光源 0V7 _n  
    — 高斯激光 '$*[SauAG  
     组件 ^k;mn-0  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 f| =# q  
    — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 F-tFet  
     探测器 RxMoD.kx  
    — 视觉感知的仿真 1=>2uYKR  
    — 高帽,转换效率,信噪比 ()B7(Y  
     建模/设计 o"4E+1qwM  
    — 场追迹: l_b_-p  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Tplg2p% k  
    `/c@nxh  
    2. 系统说明 F~'sT}A*  
    AbG&9=Ks  
    ~.H~XK w  
    &~}@u[=ux  
    3. 建模&设计结果 90(UgK&Y  
    w -M7opkq  
    不同真实傅里叶透镜的结果: v!KJ|c@m  
    6qf-Y!D5  
    ;da4\bppt  
    LGXZx}4@;  
    4. 总结 IF e+ B"  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ,A?{~?u.  
    FF jRf  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 /wlFD,+8  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 d96fjj~  
    ]h0Y8kpd  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 D>S8$]^Dm  
    G-ZhGbAI7  
    应用示例详细内容 Eny!R@u7q  
    oo\IS\  
    系统参数 d#4Wj0x  
    mfz"M)1p1  
    1. 该应用实例的内容 ^t7_3%%w  
    ys/vI/e\  
    $q^O%(  
    ~Z7)x7 z  
    }]`}Ja  
    2. 仿真任务 ePi Z  
    B9AbKK$`  
    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。 :|Upx4]Ec  
    Pm~,Ky&Hl  
    3. 参数:准直输入光源 =8@RKG`>;  
    -&$%|cyThQ  
    |Cu1uwy  
    *0lt$F$~b  
    4. 参数:SLM透射函数 ig+k[`W  
    ~RAzFLt6x  
    "7:u0p!  
    5. 由理想系统到实际系统 mcCB7<. e  
    ? S8$5gA  
    waBRQh  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 4I z.fAw  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 G%Y*q(VrEu  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 raSF3b/0  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 p?}&)Un  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 )G mb? !/^  
    =1eV   
    \;i G{}(  
    1R*1BStc  
    N-Qu/,~+  
    应用示例详细内容 FX cc1X/  
    dWMccn;-m  
    仿真&结果 Oxpo6G  
    7(H ?k  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 /\nJ  
    5[1@`6j   
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 `d.Gw+Un  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 av"Dljc  
     为优化计算加入一个旋转平面 u4@, *tT  
    Hi$#!OU  
    }F~f&<GX6  
    /nwxuy  
    2. 参数:双凸球面透镜 .V7Y2!4TE  
    fi 5YMYd1  
    cn@03&dAl  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 suzFcLxo  
     由于对称形状,前后焦距一致。 Fka1]|j9  
     参数是对应波长532nm。 BDWim`DK"  
     透镜材料N-BK7。 ^ sS>Mts  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 S_a :ML<  
    9zmD6G!}t  
    dBsRm{aS  
    :P HUsy  
    6\%r6_.d  
    ,G/\@x%  
    3. 结果:双凸球面透镜 pM1=U F  
    z]'|nX  
    0~Um^q*'3  
     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。 `\Uc4lRS  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 vd2uD2%con  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 LZgwIMd  
    #(m `2Z`H  
    @$2`DI{_^  
    +8MW$ m$  
    3WQRN_  
    4. 参数:优化球面透镜 ,R7=]~<io"  
    er&uC4Y]a  
    Y{+zg9L*  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 =>gyc;{2K<  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。  EGp~Vo-  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 aeN }hG  
     透镜材料同样为N-BK7。 yBpW#1=  
    |#Yu.c*  
    \] tq7  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 j<`I\Pmv  
    6n2Vx1b  
    ,-w-su=J_  
    )^*9oqQ  
    5. 结果:优化的球面透镜 .6lY*LI  
    L,s|gt v  
    0"wbcAh)  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 C:|q'"F  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 WZ-4^WM=!  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 > gA %MT  
    ;oN{I@}k  
    ~9`^72  
    |G`4"``]k  
    6. 参数:非球面透镜 9,Crmbw8  
    u|_I Twk  
    $@+p~)r(l  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 y9l#;<b  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 7Va#{Y;Zy  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 N"q+UCRC  
    J4Q)`Y\~  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ~:P8g<w  
    Zi[{\7a  
    ')1}#V/I  
    |!jYv'%  
    w@ gl  
    7. 结果:非球面透镜 3iwoMrp  
    mVc'%cPaw  
    s +y'<88  
     生成期望的高帽光束形状。 Ee$" O 6*!  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 fl5UY$a2-  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 E :'  
    d[P>jl%7  
    wB1-|= K1  
    g%fJyk'  
    Cn6n4, 0  
    8. 总结 i 5 >J  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 "tg\yem  
    ~u~[E  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Y*5@|Q  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 R%]9y]HQ  
    %z!d4J75  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ' q=NTP  
    PJSDY1T  
    扩展阅读 2]_4&mU  
    #(26t _a  
    扩展阅读 )\I? EU8  
     开始视频 !S > |Qh  
    -     光路图介绍 +hyWo]nW0  
     该应用示例相关文件: alb+R$s  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 mvL0F%\.\  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    <g/(wSl  
    &"r==A?  
    ,XBV}y  
    QQ:2987619807 QBPvGnb  
     
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