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空间光调制器(SLM.0003 v1.0) W M` 3QJb 应用示例简述 #%Bt!# 1. 系统细节 7tXy3-~biz 光源 >STthPO — 高斯激光束 `X5!s 组件 3 nG.ah — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Sc]K-]1(H — 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 2L1y4nnbwo 探测器 ns%gb!FBJX — 视觉感知的仿真 ;O%
H]oN — 高帽,转换效率,信噪比 CdF;0A9.3 建模/设计 u0Wt"d-= — 场追迹: %h@1lsm1+ 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~SH/qS La )M 2. 系统说明 Rpg g
: U@NCN2I
c 9f"5~ ]B,tCBt 3. 建模&设计结果 h40;Q<D *sOb I(& 不同真实傅里叶透镜的结果: {lWV H k}v`UiGM fr/EkL1Dl $KbZ4bB[Bo 4. 总结 $U*eq[ 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 H[u9C:}9b )vS0Au^C~ 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 e&;e<6l&{ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 i8V\ x> 9 a2B71 RT~ 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 E%bhd4$G KM wV;r 应用示例详细内容 E`oA(x7l oj djy#: 系统参数 QCW4gIp 9s^$tgH 1. 该应用实例的内容 9!jPZn G`zNCx. M YF
^zheD AB'+6QU9k M!J7Vj?Ps 2. 仿真任务 aDdGhB rJ Jx8)M 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。 _li3cXE nZbI}kcm 3. 参数:准直输入光源 2&V>pE BuV71/Vb{Q $Aw@xC^! <2U@O`
gC 4. 参数:SLM透射函数 7<xnE]jdq RRt(%Wm*
:cC$1zv@ 5. 由理想系统到实际系统 3 09
pl PT2;%=f 0 #8 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 P+j=]Yg 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 0SL{J*S4[# 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 49MEGl;K0\ 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 @PvO;]]% 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 :/T\E\Qr
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yI|%KH XYo,5-
TN0KS]^A3 eB5>uKa 应用示例详细内容 N]+6< vUpAW[[ 仿真&结果 m8fj\,X ]W5*R07 1. VirtualLab中SLM的仿真 P4[kW}R ,0! 2x"Q= 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)。 >B{NxL3-> 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 E@SFK=` 为优化计算加入一个旋转平面 iqDyE*a "|8oFf)l@B |qw0:c=7! z;qDl%AF 2. 参数:双凸球面透镜 [KK
|_ ?),b902C 4EqThvI{ 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 h0PDFMM< 由于对称形状,前后焦距一致。 gI^&z 参数是对应波长532nm。 -%`~3*L 透镜材料N-BK7。 7S{qo&j' 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 D^6*Cwb eg;7BZim{
O@Aazc5K !UT'4Fs
z(\aJW *E/Bfp1LIe 3. 结果:双凸球面透镜 uos8Mav{E =
7y-o ,{0Y:/T' 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。 Z Ts*Y, 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 4zMvHe 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 m# {'9 | g"P%sA/E+
sq'm)g MRLiiIrq,5
cI2Ps3~"Q 4. 参数:优化球面透镜 U<j5s\Y, G8M~}I/) w5m/[Z 然后,使用一个优化后的球面透镜。 c u/"=]D 通过优化曲率半径获得最小波像差。 DsHF9Mn 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 x4q}xwH 透镜材料同样为N-BK7。 P =X]'m_B tRoSq;VrS d {!P
c< 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 O=o}uB-*6 W> pe-
J>_mDcPo $nE{%?n-# 5. 结果:优化的球面透镜 2b$>1O&2 9+1{a.JO 8T3,56> 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 [\ao#f0WR 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 {"wF;*U.V 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 |=}+%>y_
]K(a32V CH
e@h{Ns.1- G+c&e:ip< 6. 参数:非球面透镜 bsQ'kBD `LkrG9KV{
|#yu 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 ]KFh 1 非球面透镜材料同样为N-BK7。 CF;Gy L1M 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 x@
=p v<1@"9EH 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Z[@ i/. I oKn$g[,SJh MRpMmu
1n`[D&?q /4r2B.91O 7. 结果:非球面透镜 \'y]m B~k ?\\wLZ #*A&jo'E 生成期望的高帽光束形状。 s\d3u`G 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 IOFXkpKR 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 MXSD8]je $oW=N
?xaUWD
)>ff"| X <Y)14w% 8. 总结 ~ikp'5 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 nYtkTP!J6 phDIUhL$z 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Apu-9|oP 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 $@VJ@JAe ](oeMl18R 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 IEm?'o: :awa 扩展阅读 <x`yoVPiZg Yh]a4l0 扩展阅读 ^fKKsfIf 开始视频 VsA_x - 光路图介绍 :/6:&7s 该应用示例相关文件: y6am(ugE - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 9ZOQNN<ex - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 G$zY&
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