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空间光调制器(SLM.0003 v1.0) w~@.& 应用示例简述 mz;S*ONlV 1. 系统细节 % Uybp 光源 )[Bwr
bn — 高斯激光束 [RG&1~ 组件 /-JBzU$ — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 XbdoTriE — 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 e|u|b 探测器 &hWLG<IE — 视觉感知的仿真 JCZ"#8M3 — 高帽,转换效率,信噪比 cGiS[-g 建模/设计 [vb>5EhL! — 场追迹: 68?oV)fE 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 PI~LbDE 0o2o]{rM{2 2. 系统说明 =SPuOy8 HubSmbS1
zq-"jpZG R[ p. )F7 3. 建模&设计结果 t]LCe\# x"h0Fe?J 不同真实傅里叶透镜的结果: ),%/T,!@ !U.Xb6 2T/C!^iJ) bG=CIa&@ 4. 总结 V0+D{|thh6 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 hWpn~q WLGx=
; 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 /l_$1<c 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 6+"P$Ed#i ZK<kn8JJ
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。 !PUbaF-.6 ?T-6|vZA 应用示例详细内容 6dQa|ACX_ .E:[\H" 系统参数 2/S~l;x uV.3g 1m
1. 该应用实例的内容 $,"{g<*k; yo*c& > 9frP`4<) -dbD&8 HpXMPHd 2. 仿真任务 ?z0f5<dL )
?rJKr[` 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 yZ3/Ia>, 3nv7Uz 3. 参数:准直输入光源 f'aQ T b2c% 0C 9i@AOU 5zG6V2 4. 参数:SLM透射函数 tdg.vYMDPC s>z$_
Jhu<^pjs 5. 由理想系统到实际系统 YAnt}]u!" k7P~*ll$ 6W$ #`N> 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 :0>wm@qCQ 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 )3v0ex@Jl 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 @
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H 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 pv039~Sud 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 _ b}\h,Ky
Gxfw!aF~ )k0e}
I!lzOg4~ ?^P#P0 应用示例详细内容 K0 .f4o B'6^E#9 仿真&结果 awuUaE J'^s5hxn+0 1. VirtualLab中SLM的仿真 dj4 g Y9~;6fg 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)。 >|SB]'C| 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ERQa,h/ 为优化计算加入一个旋转平面 d$)'?Sf]h !3Fj`Oh d}tn/Eu?B ZV}BDwOFI 2. 参数:双凸球面透镜 9oS \{[x. ie^:PcU %Bmi3
=Rr 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 AC3K*)`E 由于对称形状,前后焦距一致。 AoyU1MR( 参数是对应波长532nm。 >bxT_qEm 透镜材料N-BK7。 w_G/[R3 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 xtf]U:c b,5H|$nLu
0TU~Q {y<[1Pms
f2[z)j7 a{Y:hrd:Z 3. 结果:双凸球面透镜 %*OKhrM 4?M=?K0 Mo
&Ia6^ 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。 ,HS\(Z 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 F0:Fv; 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 kM]:~b2 |tz1'YOB
|Z6rP- N^q*lV#kob
7M}T^LC 4. 参数:优化球面透镜 ^te9f%>$l xXH%7%W'f qfE/,L(B 然后,使用一个优化后的球面透镜。 &9PzBc 通过优化曲率半径获得最小波像差。 wM (!9Ws3 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 -Qo`UL.} 透镜材料同样为N-BK7。 lE08UEk1i J/w?Fa< #!h:w 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ;3Fgy8T <;#d*&]
R|{AIa{} >!A&@1[M 5. 结果:优化的球面透镜 EiI3$y3; s['F?GWg En+4@BC 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 * kgbcU f8 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 9C[3w[G~C 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Cst\_j
-,q&Zm
hnL"f[p@gC {#uX
6. 参数:非球面透镜 f'Wc_L) 0KnlomuH2 ?A(=%c|,g 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 T{]Tb= 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Y%p"RB[ 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 RoM'+1nP:# 5'\/gvxIC 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Gw!jYnU ?YXl.yj ~t<BZu
Y1{6lhxgE s
ZkQJ-> 7. 结果:非球面透镜 )Be}Ev#)Zx HCb7`(@ =/.[&DG 生成期望的高帽光束形状。 [sFD-2y 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 [HtU-8: 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 *ky5SM(NR _zJY1cr
]5x N^7_!j
5LhFD vBj{bnl 8. 总结 }pPxN@X 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 =4
&9!Z Niou=PI@ 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 `iv,aQ ' 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 +q)
^pCC Da_g3z 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。 M <"&$qZ$R qB3
SQ:y 扩展阅读 ?&)<h_R4p 0u
QqPF t 扩展阅读 L2P~moVIi 开始视频 i4'?/UPc - 光路图介绍 \4~uop,Nb+ 该应用示例相关文件: `P)atQ - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 m]=|%a6 - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 l *yml MCe=R R ?*tpW75hR[ QQ:2987619807 TTmNPp4q
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