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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: 2024-11-11
    空间光调制器(SLM.0003 v1.0) ]p.f*]  
    应用示例简述 &{{f|o=u.  
    1. 系统细节 BcO2* 3  
    光源 YHtI%  
    — 高斯激光 K T72D  
     组件 vszAr( t  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 fx"+ZR  
    — 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 `l#$l3v+  
     探测器 #{cpG2Rs  
    — 视觉感知的仿真 O*CX@Ne  
    — 高帽,转换效率,信噪比 8=AKOOU7>  
     建模/设计 : 2d9ZDyD  
    — 场追迹: ? NK} q\$  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 2n:J7PGD  
    lq9h Dn[p  
    2. 系统说明 yC$7XSr=  
    Q*{ 2  
    1OeDWEcB  
    {oeQK   
    3. 建模&设计结果 f^)nZ:~  
    gZ  Si\m>  
    不同真实傅里叶透镜的结果: l@jJJ)Qyk  
    nQVBHL>  
      `.-C6!  
    'F~SNIay  
    4. 总结 N Uml"  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 G\AQql(f4  
    f|E'eFrFk  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 j"=jK^  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 IsL/p3|  
    t!C-G+It  
    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。  kS9  
    $QnfpM%+=  
    应用示例详细内容 m <ruFxY  
    7[ji,.7  
    系统参数 \H12~=p`B  
    ~`f B\7M  
    1. 该应用实例的内容 O, 6!`\ND  
    4w[ta?&6B  
    4 l(o{{  
    Ry~LhU:  
    KgS xF#  
    2. 仿真任务 w;_=$L'H&G  
    H:Le^WS  
    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。 o`0H(\en  
    +y(h/NcQ  
    3. 参数:准直输入光源 =,]M$M  
    \Y p oJ!-  
    k]sT'}[n  
    Z2}b1#U?  
    4. 参数:SLM透射函数 |&Wo-;Ud  
    >fQN"(tf  
    I78pul8!  
    5. 由理想系统到实际系统 ?Fv(4g  
    X2Mj|_#u  
    u6RHn;b  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 1)ne-e  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 }hxYsI"d  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 #\QC%"%f  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 {D< ?.'  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ny}utO  
    Qg=~n:j  
    @RW%EXKt  
    6 H.Da]hk  
     v<W++X7z  
    应用示例详细内容 `Fr$q1qae{  
    *^()el,d  
    仿真&结果 "?-s Qn  
    Yw0@O1Cel  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 O*7 pg  
    oef(i}8O@  
     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)。 xH uyfQLk  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ?Fu.,srt  
     为优化计算加入一个旋转平面 IZLX[y  
    uWE@7e4'I  
    `PfC:L  
    H#K|SSqY?  
    2. 参数:双凸球面透镜 ^gImb`<6-  
    VXp X#O  
    AsOI`@FV  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 fsoS!6h0k  
     由于对称形状,前后焦距一致。 qS>el3G  
     参数是对应波长532nm。 Zlhr0itf  
     透镜材料N-BK7。 '1<QK  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 E:AXnnGKO  
    >b0}X)Z+U  
    KV2X[1  
    XT)@)c7j  
    %o>1$f]  
    e!#:h4I  
    3. 结果:双凸球面透镜 dL>ZL1.$  
    A7se#"w  
    %|Vq"MW,I  
     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。 XQ>m8K?\d  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 n7vi@^lf(  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 uP:'e8  
    gueCP+a_  
    pB`<4+"9  
    Flsf5 Tr0  
    ZC"p^~U_e[  
    4. 参数:优化球面透镜 H`sV\'`!}  
    qmhHHFjQ  
    \TjsXy=:)  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 "Z <1Msz  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 3~ylBJJ  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 hz!.|U@,{<  
     透镜材料同样为N-BK7。 Yyf8B  
    [||$1u\%  
    *=rl<?tX  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 {>#Ya;E  
    -4.+&'  
    $P$OWp?b  
    t5S S]  
    5. 结果:优化的球面透镜 ~O!v?2it8q  
    *5^h>Vk/  
    ]'Bz%[C)  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 M%m$ 5[;n  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 k 2~j:&p  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 iVE+c"c!2&  
    +NQw ^!0qy  
    1:?Wv DN=  
    b@Fa| >"_  
    6. 参数:非球面透镜 B|tP3<  
    : 7'anj  
    HQ"D>hsuU  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 r!+)U#8  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 [dL#0~CL$  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 MOXDR  
    278 6tZF,  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 mU;TB%#)  
    <Fi/!  
    c}QjKJ-c  
    {=TD^>?  
    <3'r&ks  
    7. 结果:非球面透镜 8@ b83  
    /IODRso/!  
    ^j@,N&W:lG  
     生成期望的高帽光束形状。 US-P>yF  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 "[76>\'H  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 uCx\Bt"VI  
    k z<We/  
     vO 3fAB  
    AkGCIn3  
    E1=]m  
    8. 总结 M^a QH/=:"  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ~Os~pTo  
     QHOem=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。 P7Kp*He)  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 K*>lq|i u  
    bEbnZ<kz*  
    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。 bPWIf*3#  
    Y<l{DmrsA  
    扩展阅读 qm2  
    xI$B",?(  
    扩展阅读 |d K_^~;o  
     开始视频 !ce:S!P  
    -     光路图介绍 n>{ >3?  
     该应用示例相关文件: S Bs_rhe  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 *:wu{3g}M`  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    [/xw5rO%  
     
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