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空间光调制器(SLM.0003 v1.0) !+UU[uM 应用示例简述 $&25hvK, 1. 系统细节 MQc<AfW3/ 光源 y ;/T.W9! — 高斯激光束 0Cg}yy Oz 组件 `p!&>,lrk — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 N>TmaUk — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 hqXp>.W 探测器 x/fhlf}a}= — 视觉感知的仿真 jj,CBNo( — 高帽,转换效率,信噪比 =l)D$l 建模/设计 -(dtAo6 — 场追迹: f: 9bq}vH 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 c;X%Ar 58S qB 2. 系统说明 u1}/SlCp $#z-b@s=B
(jyT9'*wAT bIWSNNV0F 3. 建模&设计结果 OXxgnn>W' E"O6N.}. 不同真实傅里叶透镜的结果: zb]e{$q2C UF&B7r &%UZ"CcA 1^ijKn@6 4. 总结 !+k);;.+ 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 xA'RO-a}h 8aqH;|fG} 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 :[:*kbWN- 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 lC=-1*WH [59g] ') 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。 D03QisH= B:>>D/O 应用示例详细内容 s||c#+j"8 mz2 v2ma 系统参数 O:]e4r,' yMz dM&a!* 1. 该应用实例的内容 [t6Y,yo&h4 oO3X>y{gN p)qM{`]G\ h ^.jK2I HdR TdV 2. 仿真任务 N!//m?} hcqg94R#_ 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。 /u&7!>, hz+O.k],? 3. 参数:准直输入光源 vn+~P9SHQ [ KDNKK cCuK?3V4K wpI"kk_@@ 4. 参数:SLM透射函数 YfstE3BV m;JB=MZ=m
UL.YDU) 5. 由理想系统到实际系统 JA$RY T8BewO=} kxLWk%V 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 FN<Sagj 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 VBtdx`9 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 C)mR~Ey 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 `< 82"cAT{ 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 sE])EwZ
O'{g{ d}2(G2z^
(j-_iOQ]i+ eUKl( 应用示例详细内容 6 u 1|pX8 r+usMF<' 仿真&结果 Mt*V-`+\ 9DmFa5E 1. VirtualLab中SLM的仿真 ]m :Y|,:6 'A,)PZL9i 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)。 $q##Tys 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 HF<h-gX 为优化计算加入一个旋转平面 e0M'\'J y
q!{\@- !-m 'diE 25;(`Td5 2. 参数:双凸球面透镜 FY)US> N<O<wtXIj cEIs9; 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 k+zskfo 由于对称形状,前后焦距一致。 X2E=2tXl`7 参数是对应波长532nm。 K@vU_x0Sl 透镜材料N-BK7。 2%/+r
有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 f#\Nz>tOhE 3i#'osq
4>Y*owa4 zJ_y"bt
E"7[|-`e6 hOYP~OR 3. 结果:双凸球面透镜 ovZ!} {mB!mbr
lV9 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 vwzElZ{C:v 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 &YBZuq2? 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ;?y~ h$ PU4-}!K
P5W58WxT' ]!uId#OH
TUARYJ6= 4. 参数:优化球面透镜 (o^?i2)g 2|&SG3e+(I "8Lv 然后,使用一个优化后的球面透镜。 pwRCfR)" X 通过优化曲率半径获得最小波像差。 JL[!8NyU 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 Hp*N% 透镜材料同样为N-BK7。 nG-DtG^z k\r^GB
e|q~t
{=9S 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 K'y|_XsBB) 8~F?%!X
TiR00#b j_h0hm] 5. 结果:优化的球面透镜 TuC tns4 e\ czsnPmNEI 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 &UNQ4-s 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ?g:sAR' 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 HQnc`2
9ji`.&#
Z@bSkO<Y ;0`IFtz 6. 参数:非球面透镜 y#= j{ fYW9Zbov- @1 i<=r 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 JIsi 非球面透镜材料同样为N-BK7。 FF;Fo}no- 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 _h 6c[* cI&XsnY 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 F3tIJz>3 <+<Nsza {vT9I4d8
>WLHw!I!6 y.-Kqa~ 7. 结果:非球面透镜 FNw]DJ] S~R[*Gk_uT 5#y_EpL" 生成期望的高帽光束形状。 =\mJ5v"hA 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 $R+rB;=a! 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ?6HnN0A) Dy:r)\KX
qlnA7cK!
$/ $Hi U`. :^-\KE`3 8. 总结 4dm0:,
G 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 y0p\Gu;3j )[u'LgVN/L 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 FlUO3rc| 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Y/?z8g'p dn:\V?9 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 c|Z6p{)V p=^6V"' 扩展阅读 i52JY&N Z>l<.T"t' 扩展阅读 L$rr:^J 开始视频 .&`apQD} - 光路图介绍 Vol}wc 该应用示例相关文件: :DeJnE - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 bAy\Sr
#/ - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Pa?{}A
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