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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) ,< @,gZru  
    应用示例简述 4>4V-m\  
    1. 系统细节 2J;kD2"!  
    光源 #puQi  
    — 高斯激光 `FA) om  
     组件 ^IX%dzM  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 VK2@2`$  
    — 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 5vD3K! \u  
     探测器 o 'C~~Vg).  
    — 视觉感知的仿真 {y,nFxLq  
    — 高帽,转换效率,信噪比 +I|Rk&  
     建模/设计 #^|| ]g/N  
    — 场追迹: WD15pq 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。 )|y#OZHR  
    CifA,[l34  
    2. 系统说明 z)4UMR#b&  
    {(rf/:X!p  
    EjWgaV  
    zlH28V  
    3. 建模&设计结果 j~Q}F|i8  
    >M?H79fF2s  
    不同真实傅里叶透镜的结果: +7V=aNRlE  
    m6b$Xyq[  
    %'N$l F"]  
    bb|}'  
    4. 总结 JC=dYP}  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 bqSMDK  
    -i#J[>=w{C  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 A9 U5,mOz  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 pe|X@o  
    ^_@r.y]  
    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。 NX?}{'f  
    LU%#mY  
    应用示例详细内容 -*?p F_*w  
    HmvsYP66  
    系统参数 .>}BNy  
    jDR')ascn  
    1. 该应用实例的内容 _B)s=Snx  
    G.E[6G3  
    C 8N%X2R  
    |2O')3p"9  
    z&O#v9.NE|  
    2. 仿真任务 w4UD/zO  
    ;_}~%-_ ~  
    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。 7%e1cI  
    ;AKwx|I$g  
    3. 参数:准直输入光源 alFNSRY  
    FC{})|yh }  
    j1/+\8Y  
    IroPx#s:i  
    4. 参数:SLM透射函数 J,??x0GDx,  
    bl=ku<}@  
    vv+km+  
    5. 由理想系统到实际系统 g0PT8]8  
    }`9jH:q-Z  
    Xh?4mKgu  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 58::h. :  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 XIKvH-0&  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 =~&VdPZ  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 H9U .lb  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 k)cP! %z  
    ! D$Ooamq  
    m^<p8KZ  
    \/ErPi=g  
    5Tedo~v  
    应用示例详细内容 dN< , %}R  
    ZWS2q4/S  
    仿真&结果 }Al YNEY  
    \8e2?(@"k  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 )n>+m|IqY(  
    7tRi"\[5  
     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)。 +"dv7  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Jd_;@(Eg=  
     为优化计算加入一个旋转平面 Tg0CE60"  
    0 Qnd6mb  
    {L].T#  
    ?^}_j vT  
    2. 参数:双凸球面透镜 ?F_)-  
    lNz]H iD  
    FH8k'Hxg  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 O(c@PJem  
     由于对称形状,前后焦距一致。 z8"7u /4v{  
     参数是对应波长532nm。 xR?V,uV'$&  
     透镜材料N-BK7。 [*Uu#9  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 y!~qbh[  
    KnGTcoXg_  
    Y1)!lTG  
    "j^MB)YD  
    ml0*1Dw  
    'RbQj}@x  
    3. 结果:双凸球面透镜 [ *>AN7W   
    6~xBi(m`  
    s2REt$.q  
     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。 =n+ \\D  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 XKS8K4"  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 pDl3!m  
    F9a^ED0l\  
    Dd,2;#_  
    *2e!M^K<  
    |ZiC`Nt  
    4. 参数:优化球面透镜 e#S0Fk)z  
    l63hLz  
    jQ+sn/ROp  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 %\Wf^6Y^  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 Zsx3/}  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 =r 9r~SR#  
     透镜材料同样为N-BK7。 &%mXYj3y5  
    mbxbEqz  
    !)pdamdA  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 lz<]5T|  
    h@ )  
    \r {W  
    ]uQqn]+I!  
    5. 结果:优化的球面透镜 =d)-Fd2li  
    C\*4q8(  
    ~}"]&%Q{J  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 t0)<$At6J  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 2%u;$pj  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 SF[FmN!^^  
    )]htm&q5  
    n, i'Dhzk  
    .@F]Pht  
    6. 参数:非球面透镜 3W_PE+:Kr  
    Qf$|_&|  
    &--ej|n  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 -E4XIn  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 r^,<(pbd  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 kgi>} %  
    vVl; |  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 .iD*>M:W  
    oXXC@[??}N  
    hC <O`|lF  
    9f+>ix,ek*  
    uxaYCa?  
    7. 结果:非球面透镜 wU\s; dK  
    VVP:w%yW  
    /FP5`:PfL  
     生成期望的高帽光束形状。 n\z,/'d"  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Uyx!E4pl(  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 7R!5,Js+  
    6/V3.UP-  
    qqrq11W  
    xg_D f,  
    : j }fC8'  
    8. 总结 6Htg5o|W  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 XxIHoX&  
    YjOs}TD lx  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 #n0Y6Pr  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 3I\n_V<  
    /zDi9W*~1  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 2owEw*5jl/  
    W6H,6v  
    扩展阅读 r$Co0!.  
    B/~%h|  
    扩展阅读 ~vlype3/EF  
     开始视频 8{`?= &%6  
    -     光路图介绍 %1}K""/  
     该应用示例相关文件: a<}#HfC;'  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 om?-WJI  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    =0uAE7q(9  
    <S?ddp2  
    ] e. JNo  
    QQ:2987619807 AL#4_]m'  
     
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