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    [技术]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: 2021-11-10
    空间光调制器(SLM.0003 v1.0) Bs13^^hu  
    应用示例简述 DD7h^-x  
    1. 系统细节 * ;-*x6  
    光源 M.Y~1c4f  
    — 高斯激光 3?[dE<  
     组件 5BWH-2HsB  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 #~#R-   
    — 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 +vvv[  
     探测器 ztnFhJ<a$  
    — 视觉感知的仿真 wi;Br[d  
    — 高帽,转换效率,信噪比 4 kn|^  
     建模/设计 V E#Wb7  
    — 场追迹: rk&IlAE  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Mxe}B'  
    j:<n+:H C  
    2. 系统说明 )n+Lo&C<  
    5}:-h>  
    M2d$4-<  
    :S.9eFfa  
    3. 建模&设计结果 a,xycX:U  
    PjZvQ\Z  
    不同真实傅里叶透镜的结果: t'VV>;-RO=  
    rw: c  
    K:!"+q  
    } uO);k5H  
    4. 总结 4S5,w(6N  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ADS9DiX/  
    Qi^Z11  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 <nE>XAI_7  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ?/BqD;{?I  
    D'7SAFOM  
    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。 &]8P1{  
    lH-/L(h2  
    应用示例详细内容 lU @]@_<  
    pczug-nB  
    系统参数 \wo?47+=  
    %oq{L]C(rf  
    1. 该应用实例的内容 RLw;(*(g  
    "|Xk2U  
    [f)cL6AeF  
    8s"%u )  
    ^X0P'l &D2  
    2. 仿真任务 j2ve^F:Q  
    fhar&\;S  
    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。 Kh,V.+7k  
    ?6Jx@Sh  
    3. 参数:准直输入光源 ^?U!pq -`  
    u6T+Cg  
    @HQ`~C#Z'  
    !6BW@GeF]  
    4. 参数:SLM透射函数 #i@;J]x(  
    ^c<ucv6.  
    |s"nM<ZNZ  
    5. 由理想系统到实际系统  U mNa[ s  
    1xD=ffM>8N  
     5V6G=H  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 D&/kCi=R  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 87Oad@FOr  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 V"*O=h  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 Z9MdD>uwi  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 @{YS}&Q/  
    |kw)KEi}H  
    3|WWo1  
    {6"Ph(I1  
    ;gBRCZ  
    应用示例详细内容 [<-  
    \]&#%6|V  
    仿真&结果 #.it]Nv{  
    IOb*GTb  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 }R1< 0~g  
    =; ^%(%Y{m  
     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)。 x97 j  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 $>GgB`  
     为优化计算加入一个旋转平面 %1H[Wh(U  
    _z'u pb&  
    3AQZRul  
    ~;1l9^N|  
    2. 参数:双凸球面透镜 P/c&@_b  
    Av"R[)  
     Jd%H2`  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 'qjeXqGH$  
     由于对称形状,前后焦距一致。 VTG9$rQZ  
     参数是对应波长532nm。 94+KdHAo^M  
     透镜材料N-BK7。 dQ_!)f&w1  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 3D` YZ#M  
    9/hrjItV  
    kB/D!1 "  
    ux_Mrh'  
    5"HV BfFk  
    @n(Z$)8tR  
    3. 结果:双凸球面透镜 *$p2*%7Ne  
    +VCGlr  
    &GlwC%$S  
     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。 MO&}r7qq  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 hvA^n@nr  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 <z]cyXv/  
    WpF2)R}G=  
    5#> 8MU?&  
    p8Q,@ql.  
    --HF8_8;'  
    4. 参数:优化球面透镜 ROk5]b.  
    3T"j)R_=l  
    ;cPy1  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 s0DGC  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 v1%uxthW  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 U7oo$gW%|T  
     透镜材料同样为N-BK7。 sYjpU  
    ^;/b+ /B0  
    :|Ad:fEs  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 um4yF*3b9  
    D+]a.& {p  
    zY|t0H  
    } w 5l  
    5. 结果:优化的球面透镜 O+?<h{"  
    F'B8v 3  
    F{eU";D  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 BO~PT,QrF  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 MxGu>r  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 o'W5|Gy  
    wQwQXNG  
    s<oNE)xe  
    7PANtCFb&  
    6. 参数:非球面透镜 "Qja1TQ  
    6ek;8dL  
    wvbPnf^y  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 4$*%gL;f^  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 $% 1vW=d  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 &_~+(  
    $)RNKMZC}A  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 {@tv>!WW  
    [k6nW:C  
    q|Qk2M  
    HYD"#m'TkB  
    R}lsnX<  
    7. 结果:非球面透镜 KuMF^0V%c  
    )('%R|$ /  
    z)9wXo#~  
     生成期望的高帽光束形状。 wi4=OU1L)a  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 GDD '[;  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 sFQ^2PwbS  
    Sh?4r i@:  
    <L`"!~Q  
    DwrO JIy  
    :cGt#d6  
    8. 总结 cG?cUw).E  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 rMUT_^  
    co9 .wB@  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Kt"BE j  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 d)pV;6%[$q  
    P&b19K'  
    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。 ]p;FZ4-T  
    xo&]RYG[<  
    扩展阅读 'Er:a?88l  
    cZT({uYGL  
    扩展阅读 zOGU8Wg  
     开始视频 RLSc+kDH_  
    -     光路图介绍 RB+N IoQQ|  
     该应用示例相关文件: xia|+  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 cIp D~0\  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    7c~u=U"  
     
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