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空间光调制器(SLM.0003 v1.0) gcT%c|. 应用示例简述 i/Zd8+.n$ 1. 系统细节 ckCE1e>s 光源 =I_'.b — 高斯激光束 +NUG 组件 sW\!hW1*x — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ,ig/s2ZG6X — 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 %xLhZ\ 探测器 Q3?F(ER@ — 视觉感知的仿真 iy.\=Cs$N — 高帽,转换效率,信噪比 C0Z=~Q% 建模/设计 v3>UV8c' — 场追迹:
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OM\} 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 jPkn[W#
6 \9EjClfo 2. 系统说明 >H,*H;6 B9S@(/"7
dPRra{ u*9V&>o 3. 建模&设计结果 (QB2T2x "0TZTa1e 不同真实傅里叶透镜的结果: 5"H=zJ=r @C aG9] j'K/22 FpU>^'2] 4. 总结 c&Q$L } 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 -UT}/:a <gBA1oRz 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 BJ(M2|VH 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 `M6)f?|$. /qw.p# 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 #`s"WnP9'! Z3!`J& 应用示例详细内容 }(u
ol P!k{u^$L 系统参数 ^<AwG= }ad|g6i` 1. 该应用实例的内容 |wj?ed$
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UrQFK =tY T8Q;al QmIBaMI# 0m ? )ROaJ 2. 仿真任务 e>7i_4(C #$y?v%^ 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 Ga'swP=hf ?z
u8)U 3. 参数:准直输入光源 A5w6]: f2 @=kSo
-SX 4X|zmr:A ~PNub E 4. 参数:SLM透射函数 GuL<Z1<c 4E?Oky#}-
)\^-2[; 5. 由理想系统到实际系统 Rws3V"{`[ POR\e|hRT] X[TR3[1} 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 FC"8#*x 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ?0xgRe< 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 `@|$,2[C 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ;jTN| i' 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 }:#P)8/v>%
!0E&@X:- 7v_8_K
pY$Q }4S6Xe 应用示例详细内容 76` .Y dAe')N:KPI 仿真&结果 !5?<% * ^/=KK:n~ 1. VirtualLab中SLM的仿真 6\S~P/PkE ua `RJ 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 gv{ >`AN 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 s(roJbJ_; 为优化计算加入一个旋转平面 t );/'3| .XhrCiZ /vb`H>P Oz#{S:24M+ 2. 参数:双凸球面透镜 wn)W
?P;k !$>R j xi;`ecqS< 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 bK-N:8Z 由于对称形状,前后焦距一致。 i(+p0:< 0 参数是对应波长532nm。 ,3 u}x, 透镜材料N-BK7。 dcWD(- 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Q.c\/& E q+_&Wk
-RK- Fu<e efE.&]
U|j`e5) ?5 [=(\/. 3. 结果:双凸球面透镜 ?#Q #u|~ mUx+Y ]Ep _2 osV[e 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。 ;mKb] 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 '(jG[ry&T 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 c-FcEW {P#|zp 4C{
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n>U5R_T 4. 参数:优化球面透镜 U_c *6CK QoH6 9490o:s 然后,使用一个优化后的球面透镜。 6Sn .I1Wy 通过优化曲率半径获得最小波像差。 .Rf_Cl 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 DrK{}uM 透镜材料同样为N-BK7。 #
c^z&0B} K@w{"7} URbletSBQ 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4#hSJ(~7S I4?5K@a
F`]2O:[ D=&Me=$ 5. 结果:优化的球面透镜 t}/( b/VD jsi!fx2Rm gjzuG<7m 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 YQA,f# 转换效率(68.6%)和信噪比一般。
kX2rp?{ 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 >Wg hn:^
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O463I.XAP Jo23P.#< 6. 参数:非球面透镜 R@k&SlL'` 0'?L#K 'F#KM1s 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 e'b(gD} 非球面透镜材料同样为N-BK7。 G+|` 2an 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Ck7uJI<x OX\F~+ 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ^eYVWQ' ]f9Cx\d:k 'u<juFr
SQt4v" ,]c
1A$Sr0 7. 结果:非球面透镜 1Nd2{( :1KpGj*F AX/m25x 生成期望的高帽光束形状。 :${HQd+ 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 :'*~uJrR 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ,^f+^^ HJYScwjQ;`
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I,@6J(9 cY. bO/&l 8. 总结 `(/w y 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 OMg<V n3
r3"~i 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.j^S^ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 E#t>Qn 2u*KM`fa` 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。 'qX|jtdM H@8sNV/u 扩展阅读 A` o8'+`C [!]2djc 扩展阅读 mk+B9?;cF- 开始视频 ?|B&M\}g - 光路图介绍 `
3K)GA 该应用示例相关文件: 0$fpIz - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 h6`6tk - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 T\>a!
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