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空间光调制器(SLM.0003 v1.0)
LeEv'] 应用示例简述 C]dK/~Z#r 1. 系统细节 L@VIC|~E 光源 g._`"c — 高斯激光束 i`st'\I 组件 xr yXO( — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 K."%PdC — 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 E=3UaYr 探测器 S:F8`Gh — 视觉感知的仿真 Aq3.%,X2H — 高帽,转换效率,信噪比 u*w'.5l 建模/设计 FV~ENpncP — 场追迹: d$f3Cre 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 (,P6cWt}" fY|P+{BO2 2. 系统说明 H5,rp4H9 "~+?xke5z
x9Oo.[ `2I<V7SF$ 3. 建模&设计结果 <13').F a]]>(Txc 不同真实傅里叶透镜的结果: (6g;FD:"6 DuvI2ZWP] $_5a1Lq1 7iijATc 4. 总结 : *g3PhNE 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 L!qXt(` 0pW?v:!H 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 7c8A|E0\mF 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 n,l{1 q 0r/pZ3/ 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 5`tMHgQO 1&2X*$]y 应用示例详细内容 P-Up v6J3 u6#FG9W7 系统参数 xtq='s8e }<=4A\LZ 1. 该应用实例的内容 99/`23YL rY:A LA ,GVD.whUl n97pxD_74 %4#Q3YlyD 2. 仿真任务 OL0W'C9oA oU[>.Igi 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。 ZIr&_x#e 9V/:1I0?&0 3. 参数:准直输入光源 vj#Y /B FG@ ')N!g ,z@"pI
b l =`?Im 4. 参数:SLM透射函数 qGK -f4 MpCK/eiC
V;-$k@$b. 5. 由理想系统到实际系统 +$SJ@IH[< 0; PV gO;9 9*b(\Z)N 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 a`t<R 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 W3~xjS"h 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 ;D>*Pzj 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 Tj3xK%K_r3 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 G\4*6iw:
y7Sey; 'jr[
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yd+.hg&J ")xd 'V 应用示例详细内容 c8<qn+=%? ]8~{C>ch$ 仿真&结果 lHI;fR UD6:X&Un 1. VirtualLab中SLM的仿真 Smc=-M} IizPu4| 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)。 Rv=rO|&] 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 qy\Z2k 为优化计算加入一个旋转平面 I|eYeJ3 XhEJF ! Op>l~{{{ o1^Rx5 2. 参数:双凸球面透镜 &4}Uaxt) /Y_)dz^@ 1Ht&;V 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 g*-%.fNA 由于对称形状,前后焦距一致。 Xub<U>e;b 参数是对应波长532nm。 E,wOWs* 透镜材料N-BK7。 >"?jW@|g 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。
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L[rxs[7~ ra]lC7<H
yc:y}" (5\VOCT>4% 3. 结果:双凸球面透镜 LEn+0^hX >Y8\I P g.j] 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。 ~[ZRE @ 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 .tQeOZW' 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 4mM?RGWv lFT`
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H$44,8,m vp2s)W8W
zNRR('B? 4. 参数:优化球面透镜 /OtLIM+7~{ efUa[XO [#mRlL0yk 然后,使用一个优化后的球面透镜。 'fS&WVR? 通过优化曲率半径获得最小波像差。 e,8[fp-7 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 Ef2i#BoZ 透镜材料同样为N-BK7。 T6^H%;G !E.CpfaC kC8M2 |L 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 @0[#XA_> &|Cd1z#?
+JlPQ~5 ~`Rb"Zn 5. 结果:优化的球面透镜 4uy:sCmu D@?Tq,=
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aJC7'( 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 zbgH}6b 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 efXiZ 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 sp8P[W1a
P,W(9&KM
_/[}PQC6G ^+k~{F,) 6. 参数:非球面透镜 `JzP V/6 MiN|u D&-cNxh 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 ^SvGSxi 非球面透镜材料同样为N-BK7。 g|=1U 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 }-N4D"d4o Z3qr2/ 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 H63?Erh>a -I'Jm=q3] <sw fYT!N
h\lyt(.s ./@C 7. 结果:非球面透镜 ,*m{Q mV++7DY PFI^+'; 生成期望的高帽光束形状。 H84Zg/ ^ 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 b-?d(- 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 }F4%5go K)N'~jCG
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:zp9L/eh rk8Cea 8. 总结 EV[ BB;eb 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 2OZ<t@\OY 'BX
U' 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 +N2R'Phv 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 GV8`.3DBOF &|I{ju_ 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 I''X\/| 5b$QXO 扩展阅读 TR'<D9kn '4)4* 3z, 扩展阅读 ]6;G# 开始视频
PM^Xh*~ - 光路图介绍 4Hq6nT/ 该应用示例相关文件: <Gj]XAoe% - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 [vn"r^P - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 &xE+PfX
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