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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;) — 高斯激光束 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。 [Z0e$ 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
jCPc 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。 _VlNZ/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=$v+8&. 系统参数 |"mb59X &0#qy9wx 1. 该应用实例的内容 {\V)bizY;
@.})nU dw&Xg_$ TX>;2S3q 982$d<0% 2. 仿真任务 68y.yX[ \R<yja 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 h*d,AJz &. Xm*Dh#H 3. 参数:准直输入光源 g9gyWz r=9*2X# 4_mh &EQov9P7 4. 参数:SLM透射函数 L+,{*Uj[; v}!,4,]:&
Xbz}pAnj 5. 由理想系统到实际系统 hE=cgO`QU 6wF?FtT 0trFLX 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 }{lOsZA 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 JK1b68n 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 n\ IVpgP 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 o6q Qzk 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 m:h]nm
7.5G4 iw#luHcJ
d`:0kOF+ 'C[gcp 应用示例详细内容 b*bR<|dT j rOcfPLJi0 仿真&结果 ;w1h) eZUK<&0x5 1. VirtualLab中SLM的仿真 H
fRxgA@ &o?pZ(\C 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 _-D(N/ 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 b~\![HoCMM 为优化计算加入一个旋转平面 J)R2O4OEd o]]Q7S= i P/I% D bk8IGhO|m! 2. 参数:双凸球面透镜 ]03!KE ztTpMj &;y(@e}D 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 LIR2B"3F 由于对称形状,前后焦距一致。 H(0d(c1s 参数是对应波长532nm。 J+9D/VT 透镜材料N-BK7。 A\=:h AQ 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ;B7>/q;g v+\E%H
}$b/g h IGa);g
{!=IGFe 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。 o XGf#>keg 6z/8nf +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 0wOgQ 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\4I,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{''
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\NfR 8. 总结 $|AvT;4 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $BNn 1C8[ ]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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