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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) w xte  
    应用示例简述 7NWkN7:B  
    1. 系统细节 (`E`xb@E,=  
    光源 Sw"h!\c`  
    — 高斯激光 .U@u |  
     组件 u kZK*Y9P  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 |4 \2,M#  
    — 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 AkW>*x  
     探测器 4ytdcb   
    — 视觉感知的仿真 `{h)-Y``  
    — 高帽,转换效率,信噪比 B0)|sH  
     建模/设计 {47l1wV]  
    — 场追迹: hDSf>X_*_G  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 L[ D+=  
    P7,g^:$  
    2. 系统说明 "M-';;  
    Dt(D5A  
    o3|4PAA/  
    0asP,)i  
    3. 建模&设计结果 SpU|Q1Q/h  
    t$Ff $(  
    不同真实傅里叶透镜的结果: ru9@|FgAE  
    ;n*|AL7(  
    (7b9irL&cn  
    Y Z8[h`z  
    4. 总结 <bo)p6S&  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 +y'2 h%>h[  
    /@1YlxKF  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 un~`|   
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Dqc GzTz  
    5fiWo^s}  
    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。 %dW ;P[0  
    uF}dEDB|;  
    应用示例详细内容 I}|a7,8   
    b/R7 Mk1  
    系统参数 Il*!iX|23<  
    0k16f3uI   
    1. 该应用实例的内容 lkJxb~S  
    Nr$78] o9  
    <7rj,O1=  
    TB.>?*<n]  
    P/1YN  
    2. 仿真任务 d|Wqx7t]P  
    L8h!%56s  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 @M-w8!.~  
    K/N{F\  
    3. 参数:准直输入光源 c;X,-Q9  
    Lhux~,EH  
    j|Vl\Z&o)  
    L YB @L06a  
    4. 参数:SLM透射函数 oNPvksdC;  
    5m0lk|`  
    '5$@ I{z  
    5. 由理想系统到实际系统 Q"{Dijc%  
    O<L=N-  
    `4xQ#K.-  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 PpG;5  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Zv9JkY=+@  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 P%l?C?L  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 #CI0G  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Ym\<@[3+!  
    g3[-[G^5  
    [[<TW}  
    25vjn 1$sW  
    rYdNn0mh k  
    应用示例详细内容 fUWrR1  
    H{5,  -x  
    仿真&结果 WLj]EsA.  
    X=m^+%iD  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 sPW :[  
    :P2!& W  
     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)。 :ZB.I(v  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 %regt{  
     为优化计算加入一个旋转平面 %RtL4"M2j  
    ."BXA8c;A  
    )b]wpEFl  
    +<p&V a#  
    2. 参数:双凸球面透镜 0<@['W}G  
    qQDe'f~  
    t(roj@!x_o  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 )=K8mt0qob  
     由于对称形状,前后焦距一致。 1DAU *^-  
     参数是对应波长532nm。 ETU-6qFtO  
     透镜材料N-BK7。 A. tGr(r  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 c\rP -"C  
    ?K2EK'-q  
    ,ps?@lD  
    lv!j  
    r`Fs"n#^-4  
    EHf,VIC8  
    3. 结果:双凸球面透镜 l%mp49<  
    sj/k';#g  
    )ADI[+KW  
     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。 $X Uck[  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ju[y-am$/  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 x!s=Nola  
    u5rvrn ]  
    %`5K8eB  
    af @a /  
    H"w;~;h  
    4. 参数:优化球面透镜 -:=m-3*Tg  
    fP4P'eI  
    hVB(*WA^D  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 sDg1nKw(  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 EMr|#}]#s  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 q+8de_"]  
     透镜材料同样为N-BK7。 7\g#'#K  
    G/3T0d+-  
    Yh!k uS#<  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 [6g$;SicT  
    T'lycc4~a  
    Z~94<*LEp  
    +\ "NPK@3  
    5. 结果:优化的球面透镜 t D 8l0  
    _\k?uUo&,^  
     H6nH  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 &gT@oS{  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ^.@%n1I"5y  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 V+lS\E.  
    #=)>,6Z w  
    `IBNBJy  
    (m Yi  
    6. 参数:非球面透镜 alzdYiGf  
    7uw-1F5x7  
    fsEQ4xN'  
     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{a9pr6  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 kFkI[WKyZ  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 32aI0CT  
    l-c:'n  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 eF7I 5k4  
    d:A'|;']  
    t~ I;IB  
    |"Zf0G  
    *v8daF  
    7. 结果:非球面透镜  <{ v %2  
    I~~":~&  
    WB'1_a  
     生成期望的高帽光束形状。 JURu>-i  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 +{;wOQ.  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ,2FI?}+R  
    '/loJz 1  
    Z 369<  
    Au)~"N~p?  
    &k_LK  
    8. 总结 znWB.H  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 s}UJv\*  
    F_w+8)DZ  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 )+,h}XqlX  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 wmR~e  
    P =Q+VIP&  
    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。 DS@Yto  
    =5^1Bl  
     
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