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空间光调制器(SLM.0003 v1.0) bMN@H\Ek 应用示例简述 KD% TxK 1. 系统细节 .u1X+P7 光源 :O $@shV — 高斯激光束 0K<x=-cCB 组件 Ia629gi5s — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 UJz#QkAio — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 )K~w'TUr 探测器 HH)"]E5 — 视觉感知的仿真 XTJvV — 高帽,转换效率,信噪比 Hjs} 建模/设计 0YzsA#yv — 场追迹: VeZey)Q 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 R?cUy8?'S kdp%
!S%2 2. 系统说明 /X4yB"J> <lMg\T?K
o`bo#A y
'Ol Q2U 3. 建模&设计结果 }N3V5cab v:KX9A. 不同真实傅里叶透镜的结果: zJ9v%.e t|}O.u-&;~ '\`6ot8 >':5?\C+- 4. 总结 b"``D ? 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Nbt GlSs8 #G_F`& 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 JqEW=5 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 }e 9!xA ;7Y[c}V1^ 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 6v to++ rH&G<o&, 应用示例详细内容 17}$=#SX Jf7frzw
系统参数 $;2)s}ci !@G)$g=< 1. 该应用实例的内容 5IW8=$k~.) 0DNU,u lWWP03er! +\0T\;-Xe yGTziv! 2. 仿真任务 GWsd| kxU |uI?ySF 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 -v+&pG?m fc@'9-pt 3. 参数:准直输入光源 a2`%ghW3 A>= E { nnwJYEi /.R<,/gj
4. 参数:SLM透射函数 !KcWH9 y,E.SB
_qn?2u3mnR 5. 由理想系统到实际系统 =E(#YCx RRADg^}l|" |;+qld[4z 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 BcQEG *N 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 03=5Nof1 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 TVaA>]Fv 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 mdW~~-@H 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 j8++R&1f]
gl{B=NN .2W"w)$nuq
wpXgPVZT %{!R
l@ 应用示例详细内容 C!+I>J{4f 1@>$ Gcc 仿真&结果 dRW$T5dac Z^yNLF *&V 1. VirtualLab中SLM的仿真 {u"8[@@./
UMU2^$\iS 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)。 X|}2_B 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 N\NyXh$ 为优化计算加入一个旋转平面 8w_7O>9 [Wi1|]X"G :z&7W< aS84n.?vq 2. 参数:双凸球面透镜 ;W]\rft[ wM~H(=s`D -MBV$:_R 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 :"Y*<=x#2 由于对称形状,前后焦距一致。 aUc|V{Jp 参数是对应波长532nm。 8R/dA<Ww 透镜材料N-BK7。 ",yc0 2< 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 M5g\s;y; $,3J7l3
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dOFD5}_ ]p7jhd= 3. 结果:双凸球面透镜 0hY{<^"Y ^7^N}x@ ,ho3 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 ~q+hV+fa> 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Ts.wh>` 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 l(;Kij _n;;][]S
l+*&:Q/ |'d>JT:
]bZ(HC?KZr 4. 参数:优化球面透镜 au7.4ln>Y >UDd @ x3 > 然后,使用一个优化后的球面透镜。 \$sjrqKnu 通过优化曲率半径获得最小波像差。 1v zb8. 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 qIIJ4n 透镜材料同样为N-BK7。 F@ Swe lf(`SYQnOY PjKECN 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 |`TgX@,#9 1)m@?CaI`
U8.7>ENnP& H@bf'guA|B 5. 结果:优化的球面透镜 zc rY>t#l ":a\z(*t 3cdTed-MIh 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 d?wc*N3 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 +M'
H0-[ 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 JN+_|`
1u3,'8F
B"yFS7Rrj =X\^J 6. 参数:非球面透镜 ,R%q}IH# SZaS;hhhHu R^?/' dr 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 oND@:>QBF 非球面透镜材料同样为N-BK7。 S*o[ZA
该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ;OqB5qd &xRo^iV? 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Gx`L ks *Kdda}
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<-D/O$q ry9T U 7. 结果:非球面透镜 /xtq_*I1S .X# `k hn#1%p6t 生成期望的高帽光束形状。 y;_% W 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 i&{DOI%w 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 MxT-1&XL p
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.L'.c/ s o2<#s)GpY 8. 总结 jv&*uYm 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Z#rB} 6DH~dL_",% 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 yKO`rtP 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 :Nofp& qkiI/nH3 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。 s"t$0cH9 L4!{h| 扩展阅读 ty8v
6J# H$y-8-&) 扩展阅读 ]]zPq<b2 开始视频 J0@X<Lt U - 光路图介绍 >0"+4<72 该应用示例相关文件: T}8Y6N<\m - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 z11O F - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 V4_=<W
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