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空间光调制器(SLM.0003 v1.0) {7=k/Y*U 应用示例简述 {1GIiP-U 1. 系统细节
.r@'9W^8 光源 utw@5 — 高斯激光束 o5NrDDH 组件 "C+Fl
/v — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 D&8*4> — 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(Q.uYz* 探测器 yn{U/+ — 视觉感知的仿真 M]e _@:! — 高帽,转换效率,信噪比 ;] #Q! 建模/设计 8SMa5a{ — 场追迹: et}s yPH 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 f=40_5a6 VHU,G+ms 2. 系统说明 pB,@<\l % *\[GfTL
B 6,X) !q*]_1 3. 建模&设计结果 PPNZ(j /?:]f 不同真实傅里叶透镜的结果: 1
BVpv7@ lb #`f,r> 5LxzET"P N~M-|^L 4. 总结 9{{CNy
p 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 U^$l$"~" 4_?*@L1 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 <' b% 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 $RV'DQO !rgdOlTR ^ 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。 `)eqTeW O7T wM Yh 应用示例详细内容 -"3<Ll *AN2&>Y 系统参数 ^2um.`8 2<5s0GT'/ 1. 该应用实例的内容 !8>tT `=~d^wKYJ3 WqRg/ Nv_"?er+y ,LJX 2. 仿真任务 ||k^pzj% s&zg!~@5b 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。 BM]sW:-v DvvjIYB~ 3. 参数:准直输入光源 q9c:,k P(za8l> 20H$9M=} \)vxZ! 4. 参数:SLM透射函数 lTpmoDa% S[cVoV
<CUe"WbE) 5. 由理想系统到实际系统 G@igxnm} skP2IMa75 O486:tF 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 mam2]St" 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 nr<&j#!L 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 j*jO809%^ 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 cB9`U4< 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 }x1*4+Y1
?Y#0Je - ?W hJ.U
D0=H&Z[ C0F#PXUy 应用示例详细内容 @cZNoD ISuye2tExq 仿真&结果 g^DPbpWxu P=V=\T<4_ 1. VirtualLab中SLM的仿真
D=nuK25 vxzOG?Xc: 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)。 438+zU 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Yg6 f 为优化计算加入一个旋转平面 EV 8}C= v/BMzVi lT3, G#( fK|F`F2V 2. 参数:双凸球面透镜 @^$Xy<x *a7&v3X S5Q$dAL 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 tc@([XqH 由于对称形状,前后焦距一致。 T.zUerbO 参数是对应波长532nm。 `AA[k 透镜材料N-BK7。 9ci=]C5o3K 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 T&=1IoOg D@(Y.&_
FXPw 5 n^;:V8k
W|@/<K$V %<q l 3. 结果:双凸球面透镜 S/|'ggC +_HPZo
ajayj|h 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。 .4"9o% 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 $gN1&K 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 0FFx x62b=k}
0k5;Qf6A >*v^E9Y
7
Znr2I 4. 参数:优化球面透镜 2c.~cNx`q[ $g55wG F
p-zWfXn!P 然后,使用一个优化后的球面透镜。 :mU,g|~55 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ;Bo{.916 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 t>h<XPJi 透镜材料同样为N-BK7。 95,y@~*] !+4}x;!8 6<+R55 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 :cmfy6h] gg(^:`+
-<jb>8 xr)Rx{)3h 5. 结果:优化的球面透镜 ) w.cCDL c ANy=f-V UDHk@M 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 4Wq{ch 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Y B@\"|} 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 =j 6amk-
mfO:#]K
+.Kmpw4 -Rhxib|< 6. 参数:非球面透镜 R ;^[4<& A\Q]o#U `wI<LTzXS 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 nn"!x|c 非球面透镜材料同样为N-BK7。 2Av3.u8%u 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 BYN<|= v6
DN:!& 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 h3D8eR. #F.;N<a kDJ5x8Q#
HHD4#XcU P@:#NU[ 7. 结果:非球面透镜 W{l+_a{/9 ;8;nY6Ie W|3XD-v@ 生成期望的高帽光束形状。 S=^yJ6xJ 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 E27wxMU 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Pv{ {zyc 3=1aMQ
zr?%k]A%UO
6pI=?g v8,+|+3 8. 总结 _r5Q%8J 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 w-R>gdm 'MPt K 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^ q @.yL 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 j|9;")
1 }%[TJ@R; 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。 y@'8vOh` za'Eom-<u 扩展阅读 <0vQHND,3 [a\:K2*' 扩展阅读 EkM? Rs 开始视频 <wxI>T }b - 光路图介绍 4aGV1u+4 该应用示例相关文件: 0]{h,W3]@[ - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 3Ec5:Caz - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 tt,MO)8VD }8p;w T! too=+'<N</ QQ:2987619807 -*k%'Gr
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