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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: 2023-03-29
    空间光调制器(SLM.0003 v1.0) yhbU;qEG9  
    应用示例简述 Ug546Bz  
    1. 系统细节 U_izKvEh  
    光源 y9R%%i  
    — 高斯激光 ,.V<rDwN&  
     组件 #|(>UM\  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 G'}N?8s1  
    — 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 U?{oxy_[2  
     探测器 Y G8C<g6E7  
    — 视觉感知的仿真 o@.{|j  
    — 高帽,转换效率,信噪比 'NCqI  
     建模/设计 j\bp# +  
    — 场追迹: 6s~B2t:Y  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 :2==7u7v?  
    N*$GP3]  
    2. 系统说明 ys`oHS f  
    hF@%k ;I  
    Il*!iX|23<  
    g~.#.S ds  
    3. 建模&设计结果 (.@peHu)#  
    bfoTGi  
    不同真实傅里叶透镜的结果: wL, -"  
    et)n`NlcK  
    GwP!:p|  
    snfFRc(RE  
    4. 总结 _z BfNz9D  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Udtz zka  
    s K+uwt  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 k;t G-~\d  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 6=$<R4B  
    &@CUxK  
    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。 \a|~#N3?  
    w5PscEc  
    应用示例详细内容 M$@~|pQ<  
    KU(BY}/ ^  
    系统参数 Y ?n4#J<  
    5j]!r  
    1. 该应用实例的内容  cf,6";8  
    =d ;#Nu-  
    |T/OOIA=sI  
    tl!dRV92  
    gU|:Y&lFZg  
    2. 仿真任务 =6:9y}~  
    a*X{hU 9P  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 :X'B K4EN  
    +CdUr~6  
    3. 参数:准直输入光源 SZrc-f_  
    I9+h-t  
    RDHK'PGA  
    >}~[ew  
    4. 参数:SLM透射函数 wH@S$WT  
    Fs4shrt  
    5,^DT15a4P  
    5. 由理想系统到实际系统 )mOM!I7D@  
    l\V1c90m  
     {p/Yz#  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 9%NsW3|  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 0vSPeZ  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 )b]wpEFl  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ;-py h(  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 0<@['W}G  
    qQDe'f~  
    t(roj@!x_o  
    )=K8mt0qob  
    1DAU *^-  
    应用示例详细内容 ETU-6qFtO  
    A. tGr(r  
    仿真&结果 c\rP -"C  
    ?K2EK'-q  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 ,ps?@lD  
    Uq'W<.v 5  
     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)。 b~tu;:  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 wt9f2  
     为优化计算加入一个旋转平面 VV$#<D<)  
    $X Uck[  
    ju[y-am$/  
    Q~wS2f`)  
    2. 参数:双凸球面透镜 s=jH1^  
    )O+Zbn  
    MLTS<pW/  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 H"w;~;h  
     由于对称形状,前后焦距一致。 -:=m-3*Tg  
     参数是对应波长532nm。 fP4P'eI  
     透镜材料N-BK7。 x5PM ]~"p  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 "dt}k$Gr  
    \ Qx%7 6  
    tpA-IL?KQw  
    1QmOUw}yj  
    =EYgck;)  
    a)r["*bTx  
    3. 结果:双凸球面透镜 9@"pR;X@  
    BH}Cx[n?~  
    J^#g?RHN>m  
     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。 C"5P7F{  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 q~aj" GD  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 @.k^ 8hc  
    nJv=kk1|o  
    7O|`\&RY R  
    L{IMZ+IB2|  
    D[]0/+,  
    4. 参数:优化球面透镜 5K?/-0yG  
    G^h:#T  
    Tzj v-9^V  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 v]Pyz<+  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 $u ,6x~>  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 oKz! Xu%Hl  
     透镜材料同样为N-BK7。 W)f=\.7  
    hfbu+w):  
    D{7^y>8_Y-  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 G{X7;j e  
    R87@.  
    U&*%KPy`  
    5/ U{b5  
    5. 结果:优化的球面透镜 5"b1: w@  
    K@[Hej6d  
    zXlerQWUv  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ,{(XT7hr  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 7p!f+\kM  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 CflyK@  
    (4q/LuP^d  
    `mD!z.`U  
    8"d??3ZXJ  
    6. 参数:非球面透镜 se>\5k  
    vA6onYjA  
    -Mrt%1g  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 FaWc:GsfB  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 6)i>qz).  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 7J6Z?  
    +CSv@ />3  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Oop6o $k  
    .C+(E@eyA  
    )@Y< <9'2  
    Qof%j@  
    >tMI%r  
    7. 结果:非球面透镜 Hiwij,1  
    H*N{4zBB  
    wRK27=\z  
     生成期望的高帽光束形状。 I} Q+{/?/  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 )J+OyR=  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Qqj9o2  
    #k &#d9}  
    hRB?NM  
    eAP 8!  
    ='1hvv/  
    8. 总结 c}),yQ|!:  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 2$t%2>1>@  
    6#jql  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 hiV!/}'7  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 aTH$+f1?Q  
    LN$T.r+  
    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};ONjN  
    x)$0Nr62D  
     
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