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空间光调制器(SLM.0003 v1.0) FRZs[\I|iT 应用示例简述 Gr: 3{o` 1. 系统细节 %WGuy@tL 光源 3F+Jdr' — 高斯激光束 q+ pOrGh 组件
so+4B1$)q — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 4Po)xo — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 _U0$ =V 探测器 -.iNNM&a — 视觉感知的仿真
oY=1C} — 高帽,转换效率,信噪比 v+=k-;- 建模/设计 P`jL]x — 场追迹: uLk]LT 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 " xR[mJ@U = 96P7#% 2. 系统说明 g5S?nHS} F[Q!d6
|0.Xl+7 XIAeCU 3. 建模&设计结果 v,OpTu:1 C$9z 不同真实傅里叶透镜的结果: yz\c5 bMKL1+y( !bU\zH xHo&[{ 4. 总结 z;Q<F 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Ai"-w" F$MX,,4U 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 / i_ @ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 P0Z!?`e=M /6+NU^ 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 [F S M4m$\~zf 应用示例详细内容 ymN!-x8q>' jrMe G.e=D 系统参数 Bs;|D tPfFqqT 1. 该应用实例的内容 =ll=)"O '5KeL3J; +&|S'7&{ q|.dez' D@oCP =m< 2. 仿真任务 IMGP'g 6oD\-H 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 `ln1$ ArK]0$T 3. 参数:准直输入光源 TsQU6NNE n_nl{ sOU_j:A80; Q.U$nph\%d 4. 参数:SLM透射函数 >~nF= kAA>FI6
OJAIaC\ 5. 由理想系统到实际系统 o@bNpflb` 1|r,dE2k9 Tr&M~Lgb) 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 MV>$BW 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Gi2$B76< 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 7q=G&e7 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 {eS|j= 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 lB91An
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ps$qB'
]D2udeg ^wb:C[r!V 应用示例详细内容 lj=l4 &.i =
u[#2! 仿真&结果 .Dg*\ h 5N[9
vW 1. VirtualLab中SLM的仿真 e4>"92hX M<PIeKIEB 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ``VW;l{ 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 RDqFL.-S 为优化计算加入一个旋转平面 cvd\/pG) -_C#wtC U?a6D:~G }~K`/kvs 2. 参数:双凸球面透镜 u"1rF^j6k :#k &\f-Y B~
S6R
首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Cqii} 由于对称形状,前后焦距一致。 q#w8wH" 参数是对应波长532nm。 2dp>Z", 透镜材料N-BK7。 YKmsQ(q`N 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 B.r4$:+jb2 BVsD(
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l5xCz=dw $$APgj"|<
tVrY3)c 7\]E~/g 3. 结果:双凸球面透镜 S"Lx% =@2FX&&E_ (+uj1z^ 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。 xv{O^Ie+S 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ML;*e "$ 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 =@,Q Dm]L K~=UUB
6 DG@?O 9O{b]=>wq
fXI:Y8T 4. 参数:优化球面透镜 pG1WXbqW X@@8"@/u|* .itw04Uru 然后,使用一个优化后的球面透镜。 Lip4)Y [ 通过优化曲率半径获得最小波像差。 q9w~A-Oh`1 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ^7zu<lX 透镜材料同样为N-BK7。 8k
q5ud s,#>m*Rh |@NiW\O 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 (=D&A<YX sf&]u;^DY
Zo1,1O Ookh<ES> 5. 结果:优化的球面透镜 8-<:i s3 7'&K uqz]J$ 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ^B8b%'\ 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 c'/l,k 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 N?Lb
)95f*wte
Y0eE-5F, V#VN%{ 6. 参数:非球面透镜 Xpzfm7CB/ ca+5=+X7 ;M"9$M' 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 y;/VB,4V 非球面透镜材料同样为N-BK7。 w]N!S;<N 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 H":oNpfb 6Gf?m; 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 6@DF .\>v0Du mI 74x3 [
6{=\7AY d!eYqM7-G 7. 结果:非球面透镜 9on@Q_7m pK0"%eA 9(QJT}qC 生成期望的高帽光束形状。 '7O3/GDK 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 oJN#C%r7 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 5\z`-) 03C0L&
y5!KX AQ%
;!yQ m *JaXa 8. 总结 JtER_(. 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 F'0O2KQ X&kp;W 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 om1eQp0N 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 K6R.@BMN vN;mPd~g
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。 =>-Rnc@ =?!wXOg_ 扩展阅读 #\=F O> nr<4M0tIp 扩展阅读 `nu''B
H 开始视频 u?C#4 - 光路图介绍 8i2n;LAz 该应用示例相关文件: 4r45i: - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 q<M2,YrbAI - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 hIT+gnhh
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