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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) JG=z~STz  
    应用示例简述 wZKEUJpQ  
    1. 系统细节 Q a3+9  
    光源 @Jr@ fF}  
    — 高斯激光 qp55U*  
     组件 poVtg}n  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 v?`DP  
    — 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 *&~wl(+O=  
     探测器 oE'Flc.  
    — 视觉感知的仿真 Qk`LBvg1  
    — 高帽,转换效率,信噪比 Gw?$.@L'I6  
     建模/设计 KN"<f:u  
    — 场追迹: u]s}@(+.  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 n_Bi HMIU'  
    c^`(5}39v  
    2. 系统说明 Yo[Pu< zR  
    m$B)_WW  
    _/cL"Wf  
    Q'Vejz/  
    3. 建模&设计结果 +<w\K*  
    {qL}:ha?  
    不同真实傅里叶透镜的结果: dmk_xBy s|  
    ($[)Tcq*~  
    -9^A,vX  
    Ygfv?  
    4. 总结 @&GfCg5Cb  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 pX]"^f1?O  
    \#q|.d$ 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。 p _q]Rt  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 (bON[6OGm  
    ~<q^4w.=7C  
    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。 hO0g3^  
    X!!3>`|  
    应用示例详细内容 I hPX/P  
    )m.U"giG++  
    系统参数 N_| '`]D  
    zE1=*zO`  
    1. 该应用实例的内容 gkL{]*9&%  
    ##|]el%Y  
    .Fm@OQr  
    =w2_1F"  
    &20}64eW%  
    2. 仿真任务 jRNDi_u?Wb  
    &@/25Y2  
    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。 ysFp`  
    p5JRG2zt  
    3. 参数:准直输入光源 E% d3}@  
    w[Q)b()  
    8N9X1Mb|  
    d .t$VRO  
    4. 参数:SLM透射函数 j/uu&\e  
    o2W^!#]=  
    22FHD4  
    5. 由理想系统到实际系统 G'f5MP 1  
    ;cp,d~mrf  
    D%!GY1wdn  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 %#iu  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 h #(J6ht  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 :FX|9h  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 }-H)jN^  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 -8m3L  
    ?yy,3:  
    #MAXH7[  
    ?OF9{$m3?  
    ,WQg.neOA  
    应用示例详细内容 ^b^}6L'Z  
    j-TRa,4bN  
    仿真&结果 h"t\x}8qq  
    +wxDK A_  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 Am"e%|:  
    -)Of\4kx  
     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)。 @~8*  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 5`p>BJ+n  
     为优化计算加入一个旋转平面 lL"ANlX-P  
    ]oxi~TwY^  
    2VaKt4+`  
    zLybf:#  
    2. 参数:双凸球面透镜 J+r:7NvZ  
    (0u(<qA\  
    *=zv:!  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 lGpci  
     由于对称形状,前后焦距一致。 Cxra(!&  
     参数是对应波长532nm。 |(3"_  
     透镜材料N-BK7。 5[Uv%A?H#_  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 3 @%XR8ss  
    ug^esB  
    ~Aw.=Yi=  
    HMmB90P`  
    6|Xe ],u  
    ]-cSTtO  
    3. 结果:双凸球面透镜 D hD^w;f]  
    hO; XJyv  
    -mw`f)?Ev  
     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。 R'Uf#.  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 aKz:hG  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 I`;SA~5  
    y~^-I5!_ u  
    >)+N$EN  
    p} {H%L  
    b)@rp  
    4. 参数:优化球面透镜 bXk(wXX  
    .zv BV_I  
    AK(x;4  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 pv]" 2'aQ  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 2]=`^rC*  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 (nAL;:$x2  
     透镜材料同样为N-BK7。 EO%"[k  
    nXw98;  
    8]Q#P  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 i!EAs`$o`  
    &yG5w4<  
    ]94`7@  
    %Ni"*\  
    5. 结果:优化的球面透镜 (dTQ,0  
    0ZJj5<U  
    nx{MUN7  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 lBGYZ--  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 9e Fj+  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 <iB5&  
    yxAy1P;dX  
    nF$HWp&gt  
    J";4+wA7  
    6. 参数:非球面透镜 q _Z+H4  
    fZrh_^yH  
    e~7FK_y#0  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 et?FX K"y  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 Xw3j(`w$,  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 .3&( Y  
    d/!\iLF  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 yK-DzAv  
    aa" 3 Io  
    h"nhDART<  
    tAsap}(  
    Jj?HOtaM  
    7. 结果:非球面透镜 AEkjyh\  
    "6 ~5RCZ  
    W4UK?#S+  
     生成期望的高帽光束形状。 'q?Y5@s  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 S=\cF,Zs  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 <cU%yA710  
    zwz_K!229  
    w!'y,yb%  
    @)U;hk)j;  
    W^)mz,%x  
    8. 总结 KWojMPs  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 %uCsCl  
    ^`k;~4'd  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "$pbK:  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ea]qX6)UZ  
    6%}`!_N<Mc  
    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。 .>z1BP:(  
    ?U+hse3e~  
     
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