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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) 9X&Xc  
    应用示例简述 p Ux ~  
    1. 系统细节 T X.YTU  
    光源 BYuF$[3ya&  
    — 高斯激光 Xwy0dXko  
     组件 V8ka*VJ(B  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 j#d=V@=a  
    — 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 YL \d2  
     探测器 U<J4\|1?7'  
    — 视觉感知的仿真 \xG>>A%  
    — 高帽,转换效率,信噪比 OcQ>01Q  
     建模/设计 NXsDn&&O  
    — 场追迹: DdDO.@-Z  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 hN*,]Z{  
    Xdj` $/RI  
    2. 系统说明 |k$^RU<OF  
    n{JBC%^g  
    }}y$T(:l  
    NNSHA'F,.\  
    3. 建模&设计结果 j\& `  
    =Tv|kJ| j  
    不同真实傅里叶透镜的结果: heJI5t,  
    V(Ll]g/T_;  
    d2sY.L  
    KM$L u2  
    4. 总结 yq+'O&+   
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 +-YMW;5  
    :U_k*9z}=  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 N9hs<b+N_  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 !gA<9h  
    Zg1=g_xY  
    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。 <uZ r.X  
    eMyh&@7(F  
    应用示例详细内容 &}:'YK*X  
    - ;1'{v  
    系统参数 $sK8l=#  
    /H.w0fu&.S  
    1. 该应用实例的内容 "F?p\I)(  
    Z5 iP1/&D  
    AsJN~<0h  
    "8}p>gS  
    R:c$f(aKv%  
    2. 仿真任务 U;QTA8|!&  
    KvENH=oh  
    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。 =K'X:UM  
    ZDEz&{3U;  
    3. 参数:准直输入光源 x"xl3dRu  
    " &2Kvsz  
    y%%D="  
    0Oy.&C T  
    4. 参数:SLM透射函数 K ZoIjK]  
    A|>~/OW=@  
    hG~4i:p <  
    5. 由理想系统到实际系统 \]RPxM:_>  
    50r3Kl0  
    Xc"l')1H  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Qj;wk lq  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Fy:CG6@X  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 -PXRd)~  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 dr3j<D-Q  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 >np!f8+d"q  
    }j<:hD QP  
    SFhi]48&V  
    cV]c/*z A  
    1 ; _tu  
    应用示例详细内容 SSG57N-T  
    B(tLV9B3Q  
    仿真&结果 x\( @ v  
    7A:k  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 7#/->Y  
    c;siMWw;  
     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)。 @bs YJ4-V  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 t~vOm   
     为优化计算加入一个旋转平面 P?|F+RoX$  
    Jr|"QRC  
    \j C[|LM&  
    2J?ON|2M  
    2. 参数:双凸球面透镜 dCq-&3?t  
    {jz?LM  
    Fuq MT`  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 z[Sq7bbYO  
     由于对称形状,前后焦距一致。 iCd$gwA>F  
     参数是对应波长532nm。 &CP0T:h  
     透镜材料N-BK7。 o[=h=&@5p  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 K4w %XVaH  
    \Af25Mcf:  
    rl:6N*kK  
    %[3?vX  
    vNdMPulr{  
    N RB>X  
    3. 结果:双凸球面透镜 E2.@zY|:  
    Q\H1=8  
    ;MSdTHN"  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 ^YVd^<cE  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 sA^_I6>M"  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 87&BF)]  
    Mw{0A\6  
    pI>yO~Ve  
    {T;A50  
    S"-q*!AhK  
    4. 参数:优化球面透镜 op!ft/Yyb  
    jVW .=FK  
    Z\1*g k  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 cXcrb4IKD  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 \/qo2'V j`  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 vI84= n  
     透镜材料同样为N-BK7。 MxXf.iX&  
    aC!e#(q  
    i^<P@ |q  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ~Qg:_ @@\  
    &\n<pXQ  
    _ aJo7  
    *U<l$gajq  
    5. 结果:优化的球面透镜 ,Z3 (`ftC  
    ZnrsJ1f:  
    %#AM }MWIa  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 MKdS_&F;~  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 2YW| /o4  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 "c+j2f'f  
    6 b/UFO  
    v d{`*|x  
     AqqD!  
    6. 参数:非球面透镜 f0^;*Y  
    9` a1xnL  
    E \p Qh  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 # 1,"^k^  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 NA :_yA"  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 E*B6k!:  
    _ ^2\/@  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 i(Xz3L#(  
    d:<</ah  
    ]J '#KT{  
    uGoySt&;(  
    R>C^duos.  
    7. 结果:非球面透镜 o[A y2"e?  
    y^u9Ttf{  
    $`a>y jma  
     生成期望的高帽光束形状。 $.5f-vQp  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 8*bEsc|  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 c>$PLO^  
    mJ #|~I*Z-  
    w7#9t  
    1H-d<G0)  
    H^d2|E[D  
    8. 总结 #9/^)^k  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 @H83Ad  
    7Rq|N$y.3  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。  fOUW{s  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Au\j6mB  
    IG(1h+5 R(  
    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。 }Sx+:N*  
    %U uVD  
     
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