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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) G*P#]eO  
    应用示例简述 x+@rg];m  
    1. 系统细节 Z}Ft:7   
    光源 o:Sa, !DK  
    — 高斯激光 @i IRmQ  
     组件 b!5~7Ub.No  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 2!=f hN  
    — 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 bAtSVu  
     探测器 ]|P iF+  
    — 视觉感知的仿真 '@k+4y9q?  
    — 高帽,转换效率,信噪比 Cd}<a?m,  
     建模/设计 'kO!^6=4M  
    — 场追迹: &Ys<@M7E:  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 sN01rtB(UT  
    *mvlb (' &  
    2. 系统说明 x)O!["'"  
    <1${1A <Wa  
    |imM# wF  
    z/@slT  
    3. 建模&设计结果 6fEqqUeV  
    1ztG;\  
    不同真实傅里叶透镜的结果: >V8-i`  
    u^ 8{Z;mm  
    =R$u[~Xl2X  
    )W _v:?A9  
    4. 总结 Iom'Y@x  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 CU2*z(]&  
    w-L=LWL\  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 q ,]L$  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ra gXn  
    mLLDE;7|}  
    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。 8\A#CQ5b  
    sLT3Y}IO  
    应用示例详细内容 uo%)1NS!  
    o~y;j75{.*  
    系统参数 =wV<hg)C  
    Pw`8Wj  
    1. 该应用实例的内容 w;:*P  
    IDriGZZ<)6  
    u[=r,^YQ  
    YWO)HsjP  
    9W1YW9rL  
    2. 仿真任务 czgO ;3-C  
    6wjw^m0  
    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。 #rQ2gx4  
    Ad9}9!<  
    3. 参数:准直输入光源 6Vnsi%{  
    fW1CFRHH  
    3J|F?M"N7  
    C]`$AqKl  
    4. 参数:SLM透射函数 ,77d(bR<  
    w(3G&11N?  
    yfjWbW  
    5. 由理想系统到实际系统 ?(F6#"/E  
    j[G  
    `V)8 QRN(  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 u5b|#&-mX  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Gd xnpE  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 Kaqc74Mv  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 pG^  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 vDhh>x(  
    SaAFz&WRl  
    ;LPfXpR  
    b)5uf'?-  
    0#s"e}@v  
    应用示例详细内容 aU "8{  
    IT7wT+  
    仿真&结果 U!?_W=?  
    Val|n*%  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 /}fHt^2H  
    (!7sE9rP  
     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)。 2M#Q.F  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 GxI!{oi2  
     为优化计算加入一个旋转平面 y@:h4u"3  
    #64-~NVL_  
    lH x^D;m6  
    $m{:C;UH  
    2. 参数:双凸球面透镜 Q4!_>YZ  
    n&;85IF1  
    "ESwA  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 i$:*Pb3mV  
     由于对称形状,前后焦距一致。 t~EPn.  
     参数是对应波长532nm。 "fCu=@i  
     透镜材料N-BK7。 gx8ouOh  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 FxtQXu-g  
    ;4^Rx  
    0w \zLU  
    ^& tZ  
    D9 CaFu  
    a LroD$#  
    3. 结果:双凸球面透镜 ,.83m%i  
    6 Z6'}BDP  
    i&Tbz!  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 h5{'Q$Erl  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 iZ3IdiZ  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 av}k)ZT_  
    SO|NaqWa  
    7 S#J>*  
    h:b)Wr  
    g|DF[  
    4. 参数:优化球面透镜 c?f4Q,%|  
    | C;=-|  
    (Ft+uuG  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 ~drS} V  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 6@h/*WElG  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 =V, mtT  
     透镜材料同样为N-BK7。 ~9a<0Mc?  
    {NmWQyEv  
    !=*g@mgF  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 0rQMLx  
    rKe2/4>0X  
    . oF &Ff/[  
    vjbASFF0=  
    5. 结果:优化的球面透镜 -/wtI   
    [`#CXq'  
    gD-d29pQ  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 2RVN\?s:  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 <prk8jSWV  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 .wEd"A&j  
    gDQ^)1k  
    0JWDtmK=C  
    @+&LYy72  
    6. 参数:非球面透镜 :(E@Gf  
    QGMV}y  
    NlA,'`,  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 a kkNI3  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 fF!Yp iI"  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ]{;gw<T  
    AwCcK6N1  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 -mbt4w  
    z 4e7PW|  
    *^pR%E .  
    3<e=g)F  
    lB8-Z ow  
    7. 结果:非球面透镜 S^JbyD_yoh  
    vO H4#  
    o@_q]/Mh  
     生成期望的高帽光束形状。 ^)470K`%)  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 0.Q Ujw  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 RF?`vRZOe  
    v8wq,CYV  
    G~]Uk*M q  
    #JqB ;'\  
    Zcey|m*|  
    8. 总结 cRC6 s8  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 v1#otrf  
    VnSCz" ?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。 {Ea b j  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Q8$}@iA[  
    Ky`qskvu  
    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。 ;_XFo&@  
    ,Y@Gyx!4  
    扩展阅读 L@rcK!s,lD  
    av(6wht8  
    扩展阅读 HRpte=`q  
     开始视频 JB\UKZXw  
    -     光路图介绍 8%:Iv(UMk  
     该应用示例相关文件: [ XN={  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 m%0p\Y-/  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    Q@=Q0  
     
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