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空间光调制器(SLM.0003 v1.0) ?qO_t;:0> 应用示例简述 nulVQOj| 1. 系统细节 L^Fni~ 光源 |zKFF?7#wE — 高斯激光束 l*e*jA_>:7 组件 "fU=W|lY — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ;1'X_tp — 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 %7xx"$P:R 探测器 p$`71w)'[ — 视觉感知的仿真 bzF>Efza — 高帽,转换效率,信噪比 &'TZU"_ 建模/设计 W.'#pd — 场追迹: 7;2j^qPr 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 '=Nb`n3%
a`
s2 z 2. 系统说明 !KKkw4 3"NO"+Q
%M]%[4eC p.A_,iE 3. 建模&设计结果 ~! ;*C K!Te*?b 不同真实傅里叶透镜的结果: aMe]6cWHV> /99S<U2ej }Go?j#
! ZP~Mgz{f 4. 总结 &&T\PspM 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 %A64AJZ &W+lwEu 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 55q!2>Jh. 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 w"ZngrwBl !xk`oW 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。 QOiPDu=8z 7+
+Fak 应用示例详细内容 )l?1dR:sP kb3>q($ 系统参数 !iv6k~.e'2 m';j#j)w 1. 该应用实例的内容
C 2t] S:B$c> *$e1Bv6
$ t2x2_;a 5"sd 2. 仿真任务 `]~1pc ?vt#M^Q
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。 i4T=4q 3JYhF)G 3. 参数:准直输入光源 LV2#w_^I CP0;<}k :j2?v(jT_l K g6hySb 4. 参数:SLM透射函数 i+q tL3 t=nZ1GZyM
ygK@\JHn 5. 由理想系统到实际系统 |N5r_V B4@1WZn<8 h*
72 f/# 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 7D(Eo{ue 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 2Tp@;[!3 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 V15/~ 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 *iX PG9XZ 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 d\ I6Wn
;n q"jm LpK? C<?x
y(ceEV BT)PD9CN( 应用示例详细内容 Wr3z%1 oeYUsnsbi 仿真&结果 }y1r
yeW< 4|&_i)S-Y 1. VirtualLab中SLM的仿真 ?o1QjDG }<qZXb1 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)。 )[ QT?; 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 @;G%7&ps 为优化计算加入一个旋转平面 NQxx_3*4O !hFzIp XU<XK9EA U3jnH 2. 参数:双凸球面透镜 "S+AkLe( `PZ\3SC'i b0sj0w / 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 #qu;{I#W3 由于对称形状,前后焦距一致。 rB-R(2
CCN 参数是对应波长532nm。 foUBMl 透镜材料N-BK7。 riF-9
%i 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 n/Dg)n? }vU^gPH
HzL~B# vmv6y*qU
]Q,&7D
Ah P v=]7>e 3. 结果:双凸球面透镜 xU2i&il^! /U,(u9bq f,kV 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。 >(_2'c*[w 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 M+M ;@3 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 b'C#]DorE \irKM8]LJ
vTo+jQs^ P'[ISGt
AQtOTT$ 4. 参数:优化球面透镜 2s=zT5 nltOX@P- G0kF[8Am 然后,使用一个优化后的球面透镜。 &G[W$2`@ 通过优化曲率半径获得最小波像差。 me F. 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ;dtA-EfOZ 透镜材料同样为N-BK7。 mE=Tj%+x iaQfxQP1w% |9F-ZH~6 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,<C~DSAyZ Uu@qS
w11L@t[5W8 FjI1'Ah\ 5. 结果:优化的球面透镜 uhv_'Q -;;m/QM kyZZ0 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 xT( pB-R 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 \ [M4[Qlq 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ;mr*$Iu 7|
D><^ 7nr%
hD7vjg&Z ]zj&U#{ 6. 参数:非球面透镜 In;P33'p n<@C'\j@ +QOK]NJN 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 hQz1zG`z7 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ooCfr?E 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 mVN\ +bR|;b(v 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 rmFcSolt,f '|*e4n @k# xr
'#oH1$W] !w0=&/Y{R 7. 结果:非球面透镜 3qDbfO[ yMmUOIxk\ I>6zX 生成期望的高帽光束形状。 ytb1h Fs 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 bb+iUV|Do 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 l<(jm{q?u aZ|S$-}
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Z^%HDB9^ <^W5UU#Pg 8. 总结 H;DjM;be 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 u@`y/,PX 0,8RA_Ca} 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 (.wR!l#! 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 YM. 9Sa6v?sRor 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。 9T1-{s
R 5)0'$Xxqa0 扩展阅读 ^i8(/iwdJE 6uk}4bdvq 扩展阅读 uU-1;m#N? 开始视频 \>{;,f - 光路图介绍 m}>Q#IVZ 该应用示例相关文件: U]9k,# - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ;hEeFJ=/G - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 5{v uN)K3
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