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空间光调制器(SLM.0003 v1.0) L?/M2zc9Y 应用示例简述 ,<Do ^HB/ 1. 系统细节 ]h`E4B 光源 k[^}ld[ — 高斯激光束 yx`r;|ds} 组件 NjCLL`?f — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 *N&^bF"SF — 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 z!uB&2C{k 探测器 ?>< — 视觉感知的仿真 gE]a*TOZk — 高帽,转换效率,信噪比 ;d'O. i= 建模/设计 ^LQ lfd — 场追迹: ES2d9/]p- 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 o*5e14W(: h<z/LL8| 2. 系统说明 x]jdx#' P^d.,
t]YLt , Q& unA3 3. 建模&设计结果 >GF(.:7 /F 不同真实傅里叶透镜的结果: Y-q,Ovf! =[CS2VQ' i}&mz~ hdNZ":1s 4. 总结 u/c~PxC 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 |^&2zyUj/ p~{%f#V 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 2l}FgD 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 tg%WVy2 GE| ^ryh 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。 2>_LX!kyP] nR|uAw 应用示例详细内容 }od7YL 7n3x19T 系统参数 qI/r_ %RR|QY* 1. 该应用实例的内容 N*4IxY'vX/ aN);P> d)J] Y=j 9p0HFri[ "%@=?X8 2. 仿真任务 C
Wl95g (H|d 3 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。 uu46'aT T>:g
ME 3. 参数:准直输入光源 `[HoxCV3o t2%bHIG} 3@WI*PMc ."@a1_F| 4. 参数:SLM透射函数 wQ/@+$> d'@H@
[T?6~^m= 5. 由理想系统到实际系统 )-Sl/G @42lpreT \?]HqPibx 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 q,h.W JI 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 KcyM2hE7 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 {xb%P!o` 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 [Kj#KJxy 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 8X~vJ^X9@y
kQiW 5 /r 2.j3:l
VH1c)FI ve/6-J!5Y. 应用示例详细内容 -tdON ra#)*fG,~ 仿真&结果 3<Y;mA=hw lNnbd?D8 1. VirtualLab中SLM的仿真 u2Z^iY [tw<TV"\ 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 n'(n4qH2#s 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 'C4Ll2 为优化计算加入一个旋转平面 thboHPml{ *[/Xhx" ?fX8WRdh ,OFr]74\ 2. 参数:双凸球面透镜 6L% R@r UDq KF85H 1+ARV&bc 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 I6Q_A 由于对称形状,前后焦距一致。 ?d`+vHK]> 参数是对应波长532nm。 /M
c"K 透镜材料N-BK7。 ^)]*10 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Z8_gI[Zn X{5 DPhB,
><[. HbVV]y
%l P bM_(`]&* 3. 结果:双凸球面透镜 . T>}O0L" J]YN2{(x 2gI_*fG1 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 QnAf A% 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 <^Nj~+G' 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 a;6\T*iJ! Ln
-?/[E
'aWZ#GS* @*{BX~f
M!i5StGC 4. 参数:优化球面透镜 85~h+Q; PP`n>v=n 6M|%nBN$| 然后,使用一个优化后的球面透镜。
F}4 0 通过优化曲率半径获得最小波像差。 51'SA
B09 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 0'oT {iN 透镜材料同样为N-BK7。 uk/+
i`= V2* |j8| k.Nu(j"z 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 E%:zE Q "x^bl+_"
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yLSZ Vb#@o) z 5. 结果:优化的球面透镜 *\vc_NP] JNl+UH:. ;z=C]kI6M 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 A^pp'{ !. 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 xT8"+} 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 8H b|'Q|^
.ai9PsZ?V
x)5v8kgf PFw"ICs 6. 参数:非球面透镜 j06oAer 9 Q^Z}Y~. ?d)|vX3Uf 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 9Q1GV>j>B 非球面透镜材料同样为N-BK7。 .?j8{> 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ;^i,Q} b/ 8;NO>L/J]i 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 PyF4uCn"H sn#h=,*4` 3NWAyCq-
?@(H.
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d9#4D[# 7. 结果:非球面透镜 t1^96@m^ ijYLf.R< I\23as0q 生成期望的高帽光束形状。 ~.PYS!" + 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 0/]vmDr 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Q.AM t}gqk'
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_@TTVd dY.uOafr 8. 总结 Fgk/Ph3r 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 0xcqX!( 7mNskb| 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 VA.1JBQ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 WG{/I/bJ_ 6u}NI!he 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';lc:Ah~ U s5JnP 5 扩展阅读 AK =k@hT Yv-uC}e 扩展阅读 U?{j 开始视频 -y(V- - 光路图介绍 Nj\WvKG 该应用示例相关文件: W~FA9Jd'Z - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ^D|c - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 s_TM!LRUcw
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