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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) %fP^Fh   
    应用示例简述 M0Z>$Az]t  
    1. 系统细节 Oi BK  
    光源 t)XV'J  
    — 高斯激光 Y@eHp-[  
     组件 1@)]+* F*z  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ]p'Qk  
    — 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 CcY.8|HT  
     探测器 i`&yPw  
    — 视觉感知的仿真 1\YX|  
    — 高帽,转换效率,信噪比 <eN>X:_N  
     建模/设计 344,mnAd  
    — 场追迹: 8g>jz 8  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 q,nj|9z V  
    'IfM~9'D  
    2. 系统说明 L*FmJ{Yf  
    ?Tuh22J{Q  
    >qtB27jV  
    ItM?nyA  
    3. 建模&设计结果 {(a@3m~a%  
    a]X6)6  
    不同真实傅里叶透镜的结果: N)poe2[  
    1<\cMY6  
    yWzvE:!)  
    u"T5m  
    4. 总结 @TgCI`E   
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 twgU ru  
    S\0"G*  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 d0-}Xl  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 }d.R=A9L  
    ?9?0M A<[i  
    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。 ~Ag !wj  
    S}Mxm 2  
    应用示例详细内容 1&jX~'  
    &<_sXHg<x  
    系统参数 B|extWwu  
    {qLnwy!i  
    1. 该应用实例的内容 Nq*\{rb  
    a*SJHBB  
    gEi" m5po  
    [j93Mp  
    ke3=s  
    2. 仿真任务 _|A)ueY  
    Q;5\( 0w5  
    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。 |d%Dw^  
    Hlz4f+#I  
    3. 参数:准直输入光源 _&F6As !{  
    Mm6 (Q  
    W{-N,?z  
    ir]uFOj  
    4. 参数:SLM透射函数 $ng\qJ"HF  
     =_ rn8  
    h+Q ==  
    5. 由理想系统到实际系统 )3..7ht3^5  
    tkuN$Jl  
    &)bar.vw/  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ;OdUH   
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 (9cIU2e  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 L3<XWpv  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 #e9B|Y?b  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 #Jm_~k  
    CS"p[-0  
    tS!~> X  
    ,/d-o;W  
    <|2_1[,sl  
    应用示例详细内容 -9aht}Z  
    3i s .c)  
    仿真&结果 }VFSF/\^  
    2}}~\C}o+  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 LG,RF:  
    g` h>: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)。 55!9U:{  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 JGO>X|T  
     为优化计算加入一个旋转平面 0 \h2&  
    (O<lVz@8  
    }XXE hOO  
    9s7B1Pf  
    2. 参数:双凸球面透镜 \DQ;v  
    X,OxvmDm  
    Yb?#vpI  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ?v")Z 0 ~  
     由于对称形状,前后焦距一致。 ,]cd%w9  
     参数是对应波长532nm。 2XXEg> CU  
     透镜材料N-BK7。 u{3KV6MS  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 /S;?M\  
    {K|{a  
    $K,aLcu  
    :JN3@NsK  
    Zv-6H*zM6  
    nB:Bw8U"Q  
    3. 结果:双凸球面透镜 tjTF?>^6|  
    RV($G8U  
    }>OE"#si  
     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。 >)5vsqGZaK  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ~z'0~3  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 H~$|y9>qI  
    &G"]v]V  
    -#i%4[v  
    d@l;dos),  
    X:e'@]Z)?  
    4. 参数:优化球面透镜 !PQRlgcG  
    $"UAJ-  
    ;{ezK8FJ}@  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 >N3{*W  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 9rid98~d  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 WkO .  
     透镜材料同样为N-BK7。 \ agC Q&  
    2 43DdIG$  
    !*cf}<Kmw  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 \UC4ai2MK  
    ~Ep&:c4:D  
    y~dW=zO  
    *CG2sAeB  
    5. 结果:优化的球面透镜 O7K))w  
    +|0m6)J]  
    T8\,2UWsj2  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 :#LB}=HQ  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。  h43k   
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 'Oc8[8   
    [L\w] 6  
    O]Hg4">f  
    3LTO+>, |"  
    6. 参数:非球面透镜 6JL 7ut  
    i3~!ofTb  
    |z4/4Y@  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 j[HKC0C6  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 u)V*o  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Z5U~g?  
    ~\/ J&  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4H,DG`[Mo  
    o O|^ [b#  
    .dygp"*  
    ;klDt|%3j  
    WDX?|q9rCt  
    7. 结果:非球面透镜 =#u2Rx%V  
    U!'lc} 5  
    u1"e+4f  
     生成期望的高帽光束形状。 646ye Q1  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 +-Dd*yD6<  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 mSzwx/3"  
    nFP2wvFM  
    M{S7ia"s  
    tL5Xfd?u  
    <Kh\i'8  
    8. 总结 ,'9tR&S$_  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ^d"J2n,7L  
    ke%zp-2c  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 )_=&)a1U  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 70NHU;&N  
    qYh,No5\;t  
    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。 daorKW4  
    wv7jh~x(4  
     
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