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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) )zvjsx*e=J  
    应用示例简述 C 4hvk'=  
    1. 系统细节 D P+W* 87J  
    光源 F;)qM|7  
    — 高斯激光 *^.OqbO[U  
     组件 (KdP^.7  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 L ^{C4}x=  
    — 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><,WM,e  
     探测器 8jfEvwY  
    — 视觉感知的仿真 {#}?-X  
    — 高帽,转换效率,信噪比 MGSD;Lgn  
     建模/设计 &%`0&y  
    — 场追迹: !i?aRI/6  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 S *K0OUq  
    aUEnQ%YU"  
    2. 系统说明 H4g1@[{|0O  
    yI_MY L[  
    6yXMre)YV  
    NIxtT>[+3  
    3. 建模&设计结果 /3Cd P'c  
    EY'48S  
    不同真实傅里叶透镜的结果: aq%i:};  
    F=~LVaF/_  
    y'U-y"7y  
    BYWs\6vK  
    4. 总结 bDM;7fFp$  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 #=aTSw X  
    PZO8< d  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 =fy'w3m  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 F]`_akE  
    zr[|~-  
    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。 $h8,QPy  
    s f<NC>-  
    应用示例详细内容 0;x<0P  
    gatxvR7H  
    系统参数 lsRW.h,  
    [HSN*LXe  
    1. 该应用实例的内容 %3 VToj@`>  
    ^ lM.lS>)  
    (pkq{: Fs  
    .+dego:  
    2N}h<Yd 9  
    2. 仿真任务 2qfKDZ9f^  
    q;H5S<]/  
    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。 Ai.^~#%X  
    '=]|"   
    3. 参数:准直输入光源 `& }C *i"  
    rZ^VKO`~I1  
    4#2iq@s  
    U~YjTjbd  
    4. 参数:SLM透射函数 lehuJgz'OO  
     Ts 1  
    53)*i\9&  
    5. 由理想系统到实际系统 PBp+(o-  
    |A19IXZ\  
    ,ku3;58O<  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 $%0A#&DVh  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 c-bTf$6}  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 <<[\ Rv  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ~ U`|+ 5  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 -%6Y&_5VK  
    MFO1v%m  
    x] j&Knli  
    OZi4S3k  
    ]8ob`F`m,  
    应用示例详细内容 Wc!.{2  
    >`u/#mrd  
    仿真&结果 &Y|AX2KUC  
    dn|OY. `|  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 %E`=c]!  
    w]=c^@t _  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 hxx`f-#=  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 A<<Bm M.%  
     为优化计算加入一个旋转平面 [-'LJG Wb<  
    (GXFPEH8  
    +a!uS0fIJi  
    Sx}61?  
    2. 参数:双凸球面透镜 R\,qL-Br  
    t6a$ZN;  
    E.+BqWZ!  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 h$rk]UM/Q  
     由于对称形状,前后焦距一致。 o1]ZeF  
     参数是对应波长532nm。 {BS`v5*  
     透镜材料N-BK7。 8u4FagQ,  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 sRDxa5<MD  
    #>\%7b59>  
    B{\qYL/~  
    Y<9]7R(\;  
    i!dQ Sdf  
    +o^sm'$  
    3. 结果:双凸球面透镜 YB3?Ftgw  
    El4SL'E@  
    .[8g6:>  
     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。 P* .0kR1n  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 I2^ Eo5'  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 [3fmhc  
    }D7} %P]  
    (|U|>@  
    z{ MO~d9  
    j]bNOC2.L  
    4. 参数:优化球面透镜 _1kcz]]F  
    Q]<6i  
    `g!NFp9q  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 Xgyi}~AoaU  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 *zTEK:+_  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。  V4q v7  
     透镜材料同样为N-BK7。 ]q CCCI`  
    0>)F+QC  
    't <hhjPqY  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Zia<$kAO  
    Z"Byv.yqb  
    3KN>t)A#  
    XL!^tMk  
    5. 结果:优化的球面透镜 v"J7VF2  
    /j:fc?yv  
    Ch,%xs.)G  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 /XZ\Yy=  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 2(iv+<t  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 bFtzwa5Gc  
    ] R-<v&O  
    k$v8cE  
    )9'Zb`n  
    6. 参数:非球面透镜 mdy+ >e <  
    I4\ c+f9  
    &&K"3"um  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 gq[`g=x  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 MMS#Ci=Lj  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Egr'IbB  
    <Pg<F[eDM  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 AAPfU_: ^  
    mj _ V6`m4  
    >a$b4 pvh  
    Fooa~C"  
    !y syb  
    7. 结果:非球面透镜 <9yB& ^  
    c?XqSK`',Z  
    :Co+haW  
     生成期望的高帽光束形状。 t o2y#4'.  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ?Y | *EH  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 TB(!*t  
    f%cbBx^;  
    (3fU2{sm  
    w;(B4^?  
    f+W8Gszi  
    8. 总结 8@J5tFJ&%  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ![CF >:e  
    7UA|G2Zr  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ZK8I f?SD  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ug.'OR  
    w\2yippI  
    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。 Qb~&a1&s#  
    7<p? E7  
    扩展阅读 2<GN+W v[#  
    H]d'#1G  
    扩展阅读 &nX,)"  
     开始视频 RRBBz7:~  
    -     光路图介绍 Oxq} dX7S  
     该应用示例相关文件: 4[^lE?+  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 yNk E>  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    k<cv80lhK  
    xzjG|"a[GB  
    Th(F^W9  
    QQ:2987619807 qs'ggF1  
     
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