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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) L;E9"7Jo  
    应用示例简述 <iJ->$  
    1. 系统细节 b\dBt#mB!  
    光源 D8BK/E-  
    — 高斯激光 XvZg!<*OH  
     组件 yhgHwES"  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 9IC"p<D  
    — 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 Y -o*d@  
     探测器 Aj SIM.  
    — 视觉感知的仿真 @&mv4zz&W  
    — 高帽,转换效率,信噪比 H@,jNIh~h  
     建模/设计 C&Ow*~  
    — 场追迹: 6hAeLlU1  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 c i_XcG  
    HQ ^> ~  
    2. 系统说明 _"##p  
    9V[|_  
    p\b:uy6#  
    {cq; SH  
    3. 建模&设计结果 i2)rDek3]T  
    WTSY:kvcCY  
    不同真实傅里叶透镜的结果: n]6xrsE  
    }!lLA4XRr  
    KX[_eO L  
    j}#48{  
    4. 总结 r >u0Y  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 6wIv7@Y  
    P[% W[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。 #@ 3RYx  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 \,ir]e,1  
    dxUq5`#G,  
    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。 Hx62x X  
    bx!Sy0PUJ  
    应用示例详细内容 :sk7`7v  
    xHZx5GJp9  
    系统参数 LN" bGe  
    `-qSvjX  
    1. 该应用实例的内容 Ga+\b>C  
    CZxQz  
    K>w}(td  
    Ep.,2H  
    e7>)Z  
    2. 仿真任务  ORp6  
    FavU"QU&|  
    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。 mQ('X~l  
    >"5^]o2?~l  
    3. 参数:准直输入光源 xXp\U'Ad~~  
    {KdC5 1"Nv  
    Bl3G_Ep   
    T5Sa9\`>  
    4. 参数:SLM透射函数 B`T|M$Ug  
    !M)!  
    9kH~+  
    5. 由理想系统到实际系统 v>~ottQ|  
    X+?*Tw!\  
    ~; Ss)d  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 0$":W  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Haaungb"  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 N 2L/A  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 9'Pyo`hJ#U  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 {ylc 2 1  
    D$YAi%*H  
    43A6B  
    HJ !)D~M{  
    JUF[Y^C  
    应用示例详细内容 >Y1?`  
    ryW1OV6?_0  
    仿真&结果 /Fk LZm  
    agM.-MK  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 jt S+y)2  
    |pqLwnOu  
     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)。 NQ'^ z  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ~SUA.YuF  
     为优化计算加入一个旋转平面 ( X)$8y  
    ,B5Ptf#  
    k#c BBrY  
    4CW/  
    2. 参数:双凸球面透镜 h<Yn0(.  
    \Y Cj/tG8  
    *O)_D bj  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 >|o-&dk  
     由于对称形状,前后焦距一致。 lqF{Y<l  
     参数是对应波长532nm。 p<Ah50!B  
     透镜材料N-BK7。 MN$j{+!Q  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 KQJn\#>  
    `JG~%0Z?}  
    PJAE~|a  
    [{}9"zB$x0  
    ,b-wo  
    /raM\EyrlP  
    3. 结果:双凸球面透镜 SR*%-JbA  
    N>/*)Frt  
    PUltn}M  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 cEsBKaN  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 FT[oM<M\Xd  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 p0qQ(  
    ' uo`-Y  
    8MX/GF;F  
    _a+0LTo".  
    ;wL *  
    4. 参数:优化球面透镜 AU^Wy|i5Q  
    [l- zU}u&v  
    Rb#Z'1D'G  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 )_GM&-  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 ]1)@.b;QR  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ,\+tvrR4X  
     透镜材料同样为N-BK7。 cuq7eMG6z  
    @tEVgyN  
    R>/M>*C  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 }ebw1G  
    |GdA0y\v*}  
    w?jmi~6  
    g#9w5Q  
    5. 结果:优化的球面透镜 2}$Vi$ R  
    [O"i!AQ  
    s.=)p"pTd  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 2mu~hJ  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 yC+N18y?  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 9'8OGCN  
    l2VO=RDiW  
    +FY-r[_~  
    :]y;t/   
    6. 参数:非球面透镜 oxO}m7 ULH  
    nXi6Q+YI  
    <Cg;l<$`b  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 a(x[+ El  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 5CU< ?  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 45kMIh~~X  
    B susXW$  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ^3=8*Xr  
    oYJ&BPuA'  
    k\ I$ve"*  
    pxI*vgfN7  
     %ef+Z  
    7. 结果:非球面透镜 F<V zVEx  
    8^dGI9N  
    Z]w_2- -  
     生成期望的高帽光束形状。 v|{*y  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 =;Wkg4\5  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 zE<vFP-1v  
    nJ*NI)  
    +%U@  
    ?ZDx9*f  
    (/k,q  
    8. 总结 Q=^}B}G  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 5VG@Q%  
    {F@;45)o  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 fi bR:8  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 >W-e0kkH  
    rBr28_i   
    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。 1"v;w!uh  
    + s[(CI.b  
    扩展阅读 5)T{iPU%X  
    []dRDe;#  
    扩展阅读 ^+GN8LUs  
     开始视频 zEO 9TuBO  
    -     光路图介绍 'kx{0J?  
     该应用示例相关文件: fcw \`.  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 TS UN(_XGW  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    *Gu=O|Mm  
    0 ?2#SM  
    TzK?bbgr!  
    QQ:2987619807 %'g/4I  
     
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