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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) SpM Hq_MLM  
    应用示例简述 p@3 <{kLm  
    1. 系统细节 ,[u.5vC  
    光源 #&Zj6en}M]  
    — 高斯激光 ei @$_w*TH  
     组件 +L pMNnl6  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 /< \do 1  
    — 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 gFxaUrZA  
     探测器 Cp]q>lM"  
    — 视觉感知的仿真 T*#<p;  
    — 高帽,转换效率,信噪比 O/ZyWT  
     建模/设计 `o%Ua0x2  
    — 场追迹: fn.}LeeS>  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 t.] e8=dE  
    ;h4w<OqcM  
    2. 系统说明 4K!@9+Mz  
    *KPNWY9!W  
    `%.x0~ ih  
    0*:4@go0}i  
    3. 建模&设计结果 = $6pL  
    gal.<SVW  
    不同真实傅里叶透镜的结果: $B@K  
    }#E~XlX^  
    zg{  
    A"T*uv|  
    4. 总结 #po}Y  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 s ]Db<f  
    5x}Or fDU  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^qPS&G  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ea!Znld]  
    6M@m`c  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 #}zL?s^G  
    d<v)ovQJ]  
    应用示例详细内容 E" b" VB  
    / Hexv#3  
    系统参数 67dp)X  
    3o^  oq  
    1. 该应用实例的内容 sme!!+Rd  
    OEs!H]v  
    TYgn X  
    Z#|IMmT;*=  
    8}Su7v1  
    2. 仿真任务 u9)<i]2  
    b+mh9q'5E  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 Qrt> vOUE7  
    hG.~[#[&6  
    3. 参数:准直输入光源 <@:LONe<  
    I)F3sS45}  
    ;PhX[y^*  
    `xd{0EvF  
    4. 参数:SLM透射函数 JheF}/Bx  
    H He~OxWg  
    6WX+p3Kv  
    5. 由理想系统到实际系统 #[ hJm'G  
    9oJ=:E~CP  
    *dm?,~f%<  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 "6 fTZ<  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 '}T6e1#JV  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 _J`q\N K  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 q=h~zjQ?R  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 C~a- R#  
    xt"GO  b  
    QH_I<Y:n  
    c`h/x>fa  
    (@1*-4l  
    应用示例详细内容 l/w<R  
    I!sB$=n  
    仿真&结果 xYCX}bksh  
    Xm}~u?$3  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 f6Io|CZWJ  
    T'nQj<dBt:  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ce\ F~8y  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ghd*EXrF H  
     为优化计算加入一个旋转平面 V_"K  
    |KxFi H  
    h_Cac@F0  
    ^UAL5}CQt  
    2. 参数:双凸球面透镜 QcDWVM'v  
    O[[#\BL  
    yPqZ ,  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 .OC{,f+  
     由于对称形状,前后焦距一致。 #]!0$z|Z  
     参数是对应波长532nm。 &18CCp\3)c  
     透镜材料N-BK7。 XABI2Ex  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 -6KGQc}U  
    Q}MS $[y  
    dT9!gNvQ  
    ?E?dg#yk  
    Qpc+1{BQ  
    G.} 3hd0  
    3. 结果:双凸球面透镜  `9  
    d= -/'_'  
    6KD  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 e)~7pXYV)  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 t<6`?\Gk  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 [fU2$(mT+  
    RqIic\aD  
    yjbqby7  
    \HB4ikl  
    |*im$[g=-  
    4. 参数:优化球面透镜 ^p0BeSRiy;  
    / ` 7p'i  
    TB gD"i-  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 Dm1;mRS+  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 +Zx+DW cq  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 iG1vy'J#o  
     透镜材料同样为N-BK7。 0~\Dd0W/:`  
    _tg&_P+kV  
    ?[\(i)]  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 &r6VF/  
    s|U?{Byb!  
    1CiK&fQ'  
    (N U*PQY6  
    5. 结果:优化的球面透镜 $^Dx4:k<2  
    c8sY#I  
    8}0W_CU,  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 {iqH 27\E  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ; 2vHdN  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 vnXa4\Vdy  
    aZYa<28?L%  
    38dXfl  
    %p}_4+[;  
    6. 参数:非球面透镜 r[zxb0YA  
    \d0R&vFHQ  
    $up.< qzj  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 h$p]#]uMb  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 xD;5z`A3  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 32=Gq5pOc  
    TE4{W4I  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9}FWO&LiB  
    ~O~c^fLH(B  
    2B7X~t>8a  
    ]k%Yz@*S  
    _yyQ^M/  
    7. 结果:非球面透镜 2;G^>BP<  
    nJ#uz:(w,  
    hbhh m  
     生成期望的高帽光束形状。 8? 4j-  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 &,xN$  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 5Cd>p<  
    Vh:%e24Z  
    4!<8Dd  
    c~(+#a  
    @X_x?N  
    8. 总结 Dx =ms^oN5  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 g*b`V{/Vw  
    1Fn+nDn O6  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 BhkJ >4#  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 w4 <FC$  
    Ql> DS~a  
    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。 sn&y;Vc[$  
    "#2z 'J  
    扩展阅读 zg&<HJO  
    o+SD(KVn-  
    扩展阅读 sB ]~=vUP  
     开始视频 Crmxsw.W^Y  
    -     光路图介绍 {[PoLOCI  
     该应用示例相关文件: imAsE;:  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 QF(.fq8, U  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    @@7<L  
     
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