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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) %\Z{~(&-v  
    应用示例简述 ;n?H/(6X8>  
    1. 系统细节 LSs!U 3"  
    光源 DfXXN  
    — 高斯激光 ^~E?7{BL  
     组件 dX^OV$  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 0V }knR.l  
    — 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 ^/h,C^/;  
     探测器 t H`!?  
    — 视觉感知的仿真 9|jk=`4UK  
    — 高帽,转换效率,信噪比 TGlIt<&  
     建模/设计 E %FCOKw_  
    — 场追迹: Xb@lKX5Re  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 |kB1>$  
    gf$5pp-  
    2. 系统说明 FFQ=<(Ki  
    *F42GiBZR  
    s G!SSRL@  
    xlg6cO  
    3. 建模&设计结果 KP(RK4F  
    p(g0+.?`~  
    不同真实傅里叶透镜的结果: XT~!dq5  
    'Y Bz?l9  
    7A@]t_83Y  
    j-e/nZR@  
    4. 总结 Z/n\Ak sE  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 6`Zx\bPDm  
    n&DRh.@  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 i"V2=jTeBv  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 EdbL AagI6  
    x%Ivd  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ]k &Y )  
    8FYcUvxfT  
    应用示例详细内容 \D}K{P  
    MBXja#(k  
    系统参数 2mg4*Ys  
    1iyd{r7|  
    1. 该应用实例的内容 t6V@00M@  
    O4H %x  
    _?$P?  
    XaOq&7  
    g b:)t }|  
    2. 仿真任务 DlIy'@ .  
    ZU\TA|  
    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。 s wgn( -  
    #!!Ea'3Iq  
    3. 参数:准直输入光源 A& u"NgJ  
    j[2?}?  
    vl+vzAd  
    g|L" |Q  
    4. 参数:SLM透射函数 unn2MP'  
    0kEz i  
    OJ0Dw*K<  
    5. 由理想系统到实际系统 zfAHE {c  
    ,-,BtfE3  
    *tkbC2D  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 f~nAJ+m=  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 sY,q*}SLD  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 AWSe!\b  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 (9R;a np  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 qC<!!473?  
    a:nMW'!  
    c}(fmJB&(  
    @ChEkTn  
    ma9VI5w  
    应用示例详细内容 %{'hpT~h  
    e+J|se4L5  
    仿真&结果 `72 uf<YQ  
    A'(v]w  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 'Y`.0T[&  
    5@_c<   
     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)。 >(>Fx\z}  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 NKae~ 1b  
     为优化计算加入一个旋转平面 B1\@ n$  
    38(Cj~u=3  
    Sg$14B  
    ZLK@x.=  
    2. 参数:双凸球面透镜 V *2 =S  
    -8F~Tffx  
    '&_<!Nv3  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 doJ\7c5uU  
     由于对称形状,前后焦距一致。 -4:L[.2  
     参数是对应波长532nm。 WR;"^<i9  
     透镜材料N-BK7。 c o}o$}  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 VeT\I.K[  
    \gd.Bl  
    8p3pw=p  
    3PS( 1  
    ~c8Z9[QW  
    Rx e sK  
    3. 结果:双凸球面透镜 []e*Io&[  
    ep]tio_  
    Mq7d*Bgb  
     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。 S].=gR0:  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 G[U'-a}I  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 i,G )kt'H  
    ;1`NsYI2  
    nx<q]J uv\  
    tmAc=?|Wa  
    x@EEMO1_"  
    4. 参数:优化球面透镜 (C;oot,  
    u#tLY/KA  
    'IrwlS  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 7.O1 ~-  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 YE#OAfj~  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 }^J&D=J5V  
     透镜材料同样为N-BK7。 y@!kp*0  
    Vab+58s5  
    7QdU|1]  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 mtEE,O!+  
    =A,32&;@N  
    x+h7OvW{  
    Z4#lZS`'A  
    5. 结果:优化的球面透镜 mUi|vq)`=D  
    VK9I#   
    @Bfwb?&  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 z_XI,u}  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 f#xqu +)Z  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 @nN+F,phx  
    G7lC'~}  
    _"`wUMee  
    1a {~B#  
    6. 参数:非球面透镜 D_E^%Ea&`  
    X/,4hjg  
    Xg#g`m%(M  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 yc,Qz.+g  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 u(KeS`  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 dy u brIG  
    (tGK~!cAv  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 "HR &Rf k  
    S\<]|tM:x  
    _96hw8  
    x9PEYhL?  
    AR\1w'  
    7. 结果:非球面透镜 hB:R8Y^?H  
    x@ bZ((w  
    >u5}5OP7  
     生成期望的高帽光束形状。 whP>'9t.w  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 {p UOu8`Z  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ]zVe%Wa  
    8}p5MG  
    lkp!S3,  
    kl[bDb1p  
    j#%*@]>Tg  
    8. 总结 Ai iOs?  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 (CY VSO  
    z$p +l]  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ?7:"D e  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 z'r.LBnh  
    ^sH1YE}0  
    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。 hBLg;"=Em  
    ;3'}(_n  
     
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