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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) sw^4h`^'  
    应用示例简述 [uD G;We=  
    1. 系统细节 Q=~ *oYR  
    光源 14 Toi  
    — 高斯激光 >q7/zl  
     组件 +1o4l i  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 $\A=J  
    — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 kMP3PS  
     探测器 /pS Y~*  
    — 视觉感知的仿真 6=o'.03\f  
    — 高帽,转换效率,信噪比 nqMXE82  
     建模/设计 1rLK1X  
    — 场追迹: |`,AA a  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 O4.`N?Xq  
    g`9`/  
    2. 系统说明 he\ pW5p  
    o!-kwtw`l  
    rZSD)I  
    ZtLZW/`  
    3. 建模&设计结果 JULns#tx}  
    !5XH.DYq!  
    不同真实傅里叶透镜的结果: |.EC>D /  
    -b`O"Ck*  
    C!z7sOu  
    me@xl }  
    4. 总结 ]u<8j r  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 x^]J^L45  
    /c:78@  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 1@S(v L3a  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 tEFbL~n  
    /fDXO;tN  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 JK y0 6I  
    O ! iN  
    应用示例详细内容 nc/F@HCB  
    dlJc~|  
    系统参数 h51)kN:  
    sRK oM  
    1. 该应用实例的内容 dp DPSI  
    W|-<ekH_u  
    1 ` ={* *  
    M>_ U9g  
    e` {F7rd:  
    2. 仿真任务 @h)Z8so  
    uP NZ^lM  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 ;*[ oi  
    c>.=;'2  
    3. 参数:准直输入光源 w)7s]Ld  
    .6HHUy  
    K$kI%eGZA  
    PDNbhUAV  
    4. 参数:SLM透射函数 s)9d\{  
    >\4"k4d}  
    w e}G%09L  
    5. 由理想系统到实际系统 (t_%8Eu  
    ={[9kR i  
    Q.i_?a  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。  ow2tfylV  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 !>,XK!)  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 ,%<ICusZ  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 D7|qFx;]g  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 hy wy(b3  
    m4x8W2q  
    `PS^o#  
    %2,'x  
    >e M> Y@8=  
    应用示例详细内容 Gph:'3 *X  
    `/RcE.5n\@  
    仿真&结果 w 21g&  
    dh K<5E  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 %Fp 1c K  
    wrm ReT?  
     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)。 "(+p1  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 `BzjDI:a  
     为优化计算加入一个旋转平面 \$W\[s4I  
    05s{Z.aK  
    2}0S%R(  
    $iMbtA5a Q  
    2. 参数:双凸球面透镜 ^t}8E2mq  
    d:3OC&  
    sg%Ptp  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 t~_bquGk  
     由于对称形状,前后焦距一致。 y134m  
     参数是对应波长532nm。 we&D"V  
     透镜材料N-BK7。 s_#6^_  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 =O?? W8u  
    'dJ(x  
    'n/L1Fn  
    lQKq{WLFx.  
    uy rS6e0  
    %4^NX@1jV  
    3. 结果:双凸球面透镜 <`")Zxf+  
    [m0G;%KR/  
    LXS)(-&  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 d7P' c!@+  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ycj\5+ g  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Z3O_K  
    YckLz01jh  
    r^T+ I3  
    UH`cWVLpr  
    H:]'r5sw  
    4. 参数:优化球面透镜 cP^c}e*;NS  
    Ctx{rf_~  
    0S#T}ITm4Z  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 }9~U5UXWU  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 89P'WFOFK  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 CZDWEM}   
     透镜材料同样为N-BK7。 qZYh^\  
    =^mBj?(V7  
    8;$zD]{D1  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 1 Sz v4  
    )7  M  
    1T0s UIY  
    MQMc=Z4d  
    5. 结果:优化的球面透镜 y`a]##1j$M  
    *?YMoN  
    _<u>? Qt  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 *]*0uo  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Xq%ijo  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 pM}n)Q!{3"  
    HQGH7<=Om  
    |*B9{/;4  
    ImsyyeY]  
    6. 参数:非球面透镜 ?fX`z(Z  
    `%_(_%K  
    _18Aek   
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 [sZ ,nB/  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 8+Abw)]s  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 -=GmI1:=$4  
    ?U3~rro!  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 yX%NFXD  
    r<!/!}fE,  
    p%-;hL!  
    ~(}n d  
    51 "v`O+  
    7. 结果:非球面透镜 q.ZkQN+  
    B8>3GZi  
    JZ)w  
     生成期望的高帽光束形状。 .5!Q(  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 juEH$7N !  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 1AQ3<  
    AZva  
    eE" *c>I  
    =8A L>:_  
    Z b:S IJ  
    8. 总结 +pxtar  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 J<MuWgx&  
    k iu#THF  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 z6Zd/mt~x  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 '5\?l:z  
    VEx )  
    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。 ne# %Gr  
    Q|7;Zsd:  
    扩展阅读 ; ! B>b)%  
    ntn ~=oL  
    扩展阅读 Id{Ix(O  
     开始视频 Dv}VmC""  
    -     光路图介绍 tS[%C)  
     该应用示例相关文件: R<Ct{f!  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 :.crES7<[X  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    =xr2-K)e  
    |`O210B@  
    eKe[]/}e9  
    QQ:2987619807 gH/(4h  
     
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