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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) o2~x'*A0I  
    应用示例简述 EB#z\  
    1. 系统细节 c.fj[U|j  
    光源 Ogb_WO;)  
    — 高斯激光 W5p}oN  
     组件 J:5n/m^A  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 3jNcL{  
    — 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 m"*:XfOL  
     探测器 ezn>3?S  
    — 视觉感知的仿真 7XNfH@  
    — 高帽,转换效率,信噪比 X'c5s~9  
     建模/设计 CbZ1<r" /  
    — 场追迹: AS7!FD6b  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 [Z 0 e$  
    Vr*t~M>  
    2. 系统说明 Lh}he:k+  
    (; "ICk&  
    ?vVkZsU  
    J: LSGj;R  
    3. 建模&设计结果 6voK{C4J  
    EY>A(   
    不同真实傅里叶透镜的结果: `G'V9Xs(  
    Ur`v*LT}~  
    3 *G=U  
    -K j CPc  
    4. 总结 \; 3r  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 _VlN Z/V  
    =8iM,Vl3  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 rLwc=(|  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ?o4&cCFOE  
    `9ieTt  
    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。 8X%;29tow  
    R:e:B7O~0  
    应用示例详细内容 h %nZKhm  
    J=$v+8&.  
    系统参数 |"mb 59X  
    &0#qy9wx  
    1. 该应用实例的内容 {\V)bizY;  
    @.})nU  
    dw&Xg_$  
    TX>;2S3q   
    982$d<0%  
    2. 仿真任务 68y.yX[  
    \R<yja  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 h*d,AJz &.  
    Xm*Dh#H  
    3. 参数:准直输入光源 g9gyWz  
    r=9*2X#  
    4_mh  
    &EQov9P7  
    4. 参数:SLM透射函数 L+,{*Uj[;  
    v}!,4,]:&  
    Xbz}pAnj  
    5. 由理想系统到实际系统 hE=cgO`QU  
    6wF ?FtT  
    0trFLX  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 }{lOsZA  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 JK1b 68n  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 n\ IVpgP  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 o6qQ zk  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 m:h]nm  
    7.5G4  
    iw#luHcJ  
    d`:0kOF+  
    'C[gcp  
    应用示例详细内容 b*bR<|dTj  
    rOcfPLJi0  
    仿真&结果 ;w1h)  
    eZUK<&0x5  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 H fRxgA@  
    &o?pZ(\C  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 _-D(N/  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 b~\![HoCMM  
     为优化计算加入一个旋转平面 J)R2O4OEd  
    o]]Q7S=  
    i P/I% D  
    bk8IGhO|m!  
    2. 参数:双凸球面透镜 ] 03!K E  
     ztTpMj  
    &;y(@e }D  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 LIR2B"3F  
     由于对称形状,前后焦距一致。 H(0d(c1s  
     参数是对应波长532nm。 J +9D/VT  
     透镜材料N-BK7。 A\=:h  AQ  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ;B7>/q;g  
    v+\E%H  
    }$b/g  
    h IGa);g  
    {!=I GFe  
    h<6r+*T' p  
    3. 结果:双凸球面透镜 !1!uB }  
    MxCs0::w  
    %D&FnTa  
     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。 :}E*u^v K  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 :\.v\.wm  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 oXGf#>keg  
    6z/8n f +u  
    ~>C!l k  
    9gWQGkql  
     R,y8~D  
    4. 参数:优化球面透镜 ^tpy8TQ  
    %';n9M  
    uH]^/'8vBd  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 t[#`%$% '  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 {8t;nsdm!  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ?Ww',e  
     透镜材料同样为N-BK7。 )hn,rmn (P  
    >(\[$  
    S46[2-v1  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 0w OgQ n  
    J,E&Uz95%  
    u<+;]8[o  
    |Q7Ch]G  
    5. 结果:优化的球面透镜  u0i @.  
    *aTM3k)Zs  
    |px4a"  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 >0512_J+  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 E{j6OX\  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ]bRu8kn  
    u |#ruFR  
    U~7.aZHPx3  
    !vG._7lPp  
    6. 参数:非球面透镜 <nIU]}q  
    F@?QVdY1q7  
    CMTy(Z8_)  
     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@1(2%)|Z  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 TzPVO>s  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 b"x:IDW qG  
    K_ RrSI&>  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 W>+<r9Rt4  
    w$2-t  
    }P^n /  
    I\4 I,ds  
    _&yQW&vH#  
    7. 结果:非球面透镜 M?]ObIM:5  
     f0:)  
    #Xsby  
     生成期望的高帽光束形状。 G|H\(3hHLZ  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 m.lNKIknQ  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Xf#uK\f  
    .%D] z{''  
    J| 3CG;+  
    W+Iln`L  
    Z#\ \NfR  
    8. 总结 $|A vT;4  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $BNn1C8[  
    ]jM D'vg^b  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 SR8[ 7MU  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 qf ]ax!bK  
    ;r8,Wx@f1C  
    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。 "zm.jNn  
    # U!J2240  
     
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