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空间光调制器(SLM.0003 v1.0) (/^dyG|X' 应用示例简述 #!>QXiyR 1. 系统细节 %h9'kJzNk 光源 o
@(.4+2m — 高斯激光束 G]k+0&X 组件 sD{d8s[( — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 3DX@ggE2 — 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> YjV>5 探测器 zS/1v+ — 视觉感知的仿真 T/nG\WZbZn — 高帽,转换效率,信噪比 3T)_(SM" 建模/设计 UPGS/Xs]1 — 场追迹: M=t;t0 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 <HXzcWQ$ ?d5_{*]+v 2. 系统说明 bqcwZ6r< *Kmo1>^
Zk<Y+! d]I3zSIC 3. 建模&设计结果 \]Y=*+{ Dk#4^`qp1 不同真实傅里叶透镜的结果: &j!q9F /`+ubFXc O3En+m~3n) m_C#fR /I 4. 总结 i@o'Fc 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 )>r sX) B{2WvPX~q 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ]r@CmwC 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 `+]e}*7$f V:h3F7 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 fb_q2p}
G ,wB)hp 应用示例详细内容 9FcH\2J W+'f|J= 系统参数 ewOe A| /?B%,$~ 1. 该应用实例的内容 9|x{z Gr|IM,5P4 N D1'XCN :)j& t>aP +OeoA{-W 2. 仿真任务 +Cs.v.GA5 N/8_0]Gf 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。 5fuYva
>Ik %h4|$ 3. 参数:准直输入光源 6e4A|< 39oI
&D>8 VX,@Gp_' m :BVYS|% 4. 参数:SLM透射函数 _qU;`Q &]jCoBj+_
K'zBDrkW-x 5. 由理想系统到实际系统 #|^yWw^ _[{oK G^u ey ?paT 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Np>0c-S 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 5O]eD84B 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 I7?s+vyds 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 4R28S]Gb 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ^.u
J]k0
Wf>=^ ~` tr$d?
yq,%<%+ 6UAw9
'X8 应用示例详细内容 l(uV@_3 a~A"uLBR 仿真&结果 ~NZ}@J{00_ |6T"T P 1. VirtualLab中SLM的仿真 >+F +"NAN OJ,Z 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)。 R~N'5#.*M 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Oi$$vjs2 为优化计算加入一个旋转平面 #waK^B)<a 91:TE8?Z i?IV"*Ob1N 0wZAsG"Bg 2. 参数:双凸球面透镜 *ez7Q ?Suv.!wfLl z]n&,q,5g 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 )mE67{YJh~ 由于对称形状,前后焦距一致。 0s%]%2ON 参数是对应波长532nm。 Q0(3ps~H 透镜材料N-BK7。 jGFDj"Y 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ?jHu, C0-,<X
h45RwQ5Z "= >8UR
EBx!q8zz TM0DR'. 3. 结果:双凸球面透镜 e|Mw9DIW ~RIa),GVX -14~f)%NQ* 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。 k*o>ZpjNH 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 %lqrq<Xn 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Ct pc]lJ} lCK|PY*
M =6 1j\wvPLr
_NB8>v
4. 参数:优化球面透镜 U?(+ {4l :AM_C^j~
D EV|L~^Q 然后,使用一个优化后的球面透镜。 .MI
5?]_ 通过优化曲率半径获得最小波像差。
m"tke'a 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 u%rB]a$/ 透镜材料同样为N-BK7。
0;:AT|U/d 7,,#f&jP cDqj&:$e 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 [eZ'h8 : ?z E@Ct
CpdQ]Ai[ T(iL#2^ 5. 结果:优化的球面透镜 D0@d}N B6"pw0
"MU)8$d 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 sZYTpZgW4L 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 LAPCL&Z 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ]]lM)
xD4G(]d!
6uubkt *tL1t\jY 6. 参数:非球面透镜 r:9H>4m n^$HC=}S R4Si{J*O 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 eVB.g@%T 非球面透镜材料同样为N-BK7。 4{J'p19 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 .}DL%E`n u}BN)%`B 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 2-.%WhE/ ~7"6Y] rBovC
O!.mc=Gx7 SM8m\c 7. 结果:非球面透镜 3-$w5O3} aIABx!83> v}-j ls 生成期望的高帽光束形状。 6v9A7g;4. 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 .Wq" 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 FAP1Bm )uIHonXU
tx{tIw^2;
rkC6-9V +yYSp8> 8. 总结 I0]"o#LjT 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 DC8,ns]!y ht@s!5\LK 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 \~`qE<Q/ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 b6~MRfx`7 <u85>x 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。 0A>Fl* xtP=/B/ 扩展阅读 yyVv@ lg!{?xM 扩展阅读 4*aNdh[t. 开始视频 _Q3Ad>,U - 光路图介绍 b(McH*_8e 该应用示例相关文件: "7tEk<x - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 /o=,\kM - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 4yu ^cix(
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