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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) 0K+ne0I  
    应用示例简述 m 5.Zu.  
    1. 系统细节 hgmCRC  
    光源 Xvv6~  
    — 高斯激光 F [M,]?   
     组件 !i50QA|(G  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 \+etCo   
    — 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 PCvWS.{  
     探测器 ?[AD=rUC  
    — 视觉感知的仿真 wJ]d&::@h  
    — 高帽,转换效率,信噪比 SBpL6~NW  
     建模/设计 sK{e*[I>W  
    — 场追迹: [ 3Gf2_  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 \m,PA'nd/  
    XSDpRo  
    2. 系统说明 _#niyW+?~  
    0@(&eH=  
    |>Vb9:q9Po  
    $ `c:&  
    3. 建模&设计结果 vd ZW%-A&\  
    ` A>@]d  
    不同真实傅里叶透镜的结果: AdEMa}u 6  
    . vV|hSc  
    UZMd~|  
    3<!7>]A  
    4. 总结 s*[bFJwN  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 pkzaNY/q  
    zdYjF|  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 :]KAkhFkbb  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Za9qjBH   
    NJ<F>3  
    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。 n[z+<VGwC  
    'NmRR]Q9  
    应用示例详细内容 6'/ #+,d'  
    3$ pX  
    系统参数 XZ7Lk)IR  
    "[J^YKoF  
    1. 该应用实例的内容 UfGkTwoo=  
    tA;}h7/Lc~  
    WJ#[LF!e  
    W4S,6(  
    Upe%rC(  
    2. 仿真任务 KPF1cJ2N  
    !zo{tI19  
    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。 2ESo2  
    (HVGlw'`  
    3. 参数:准直输入光源 ";F'~}bDA  
    zfU{Kd  
    G[=c Ss,  
    K-4PI+qQ\  
    4. 参数:SLM透射函数 z_HdISy0  
    1#x0q:6  
    _/|\aqF.  
    5. 由理想系统到实际系统 80I#TA6C  
    vN:Ng  
    )GpK@R]{  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 m`XHKRp  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 qPNR`%}Q  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 TbU#96"~.  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 %EH)&k  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 D7Z /H'|  
    2G7Wi!J  
    b}`T Ln  
    <I?Zk80  
    1zv'.uu.,  
    应用示例详细内容 4RO}<$Nx}  
    ?`s8 pPc4  
    仿真&结果 Y<OFsWYY  
    G{}VPcrbC  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 RZLq]8pM  
    lA]8&+,ZM  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 {) XTk &"  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ?s01@f#  
     为优化计算加入一个旋转平面 uRvP hkqm  
    k[xSbs'D  
    QRUz`|U  
    4(+PD&_J  
    2. 参数:双凸球面透镜 SUiOJ[5,  
    (`^1Y3&2  
    Lbgi7|&  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 /^ts9:  
     由于对称形状,前后焦距一致。 7!1S)dup  
     参数是对应波长532nm。 {: /}NpA$  
     透镜材料N-BK7。 4hB]vY\T  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 2/?|&[  
    Nn6%9PX_)  
    M`_0C38  
    O- wzz  
    G|Ti4_w  
    /~1+i'7V.,  
    3. 结果:双凸球面透镜 )~>YH*g  
    3o*YzwRt  
    &ZO0r ^  
     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。 '1[Ft03  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 X|dlt{Gf   
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 pa+hL,w{6  
    2 ?C)&  
    203 s^K 61  
    0GwR~Z}Z  
    F59 TZI  
    4. 参数:优化球面透镜 $ nb[GV  
    0GLM(JmK  
    +{]j]OP  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 iZmcI;?u  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 }>\C{ClI  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 [),ige  
     透镜材料同样为N-BK7。 q.vIc ?a  
    kJU2C=m@e2  
    P}iE+Z 3  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 !WlH'y-I  
    V`5 O{Gg  
    bA 2pbjg=  
    i b m4fa  
    5. 结果:优化的球面透镜 7zMr:JmV  
    :RYTL'hes  
    ZSw.U:ep$s  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 g(g& TO  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 crCJrN=  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 vO=fP_  
    >_} I.\ X  
    )oZ dj`  
    e20-h3h+  
    6. 参数:非球面透镜 %<5'=t'|-U  
    gw(z1L5 n  
    %O<BfIZ  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 y`Fw-!'o  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 M|-)GvR$J  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。  _F{C\}  
    #ob/p#k  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 pAEx#ck  
    ?2a$*(  
    INf&4!&h  
    GbyJ:  
    Efe 7gE'  
    7. 结果:非球面透镜 5;?yCWc  
    2 c}E(8e]  
    ^Cmyx3O^  
     生成期望的高帽光束形状。 E7hhew  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 k9R9Nz|J  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 J,G lIv.A  
    |qLh5Ty  
    qR.Q,(b|  
    X]=t>   
    !k%#R4*>  
    8. 总结 VQI 3G  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Vi}_{ Cy  
    0V]s:S  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "b[5]Y{ U  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 zT/\Cj68  
    wBzC5T%,  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 l0] EX>"E  
    D$N /FJ8|G  
    扩展阅读 'yth'[  
    Q?T]MUY(L  
    扩展阅读 |%wX*zaf  
     开始视频 'S~5"6r  
    -     光路图介绍 />Nt[o[r  
     该应用示例相关文件: R4@6G&2d>  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 X|[`P<'N<  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    [V!tVDs&'o  
     
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