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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) d\ 1Og\U|A  
    应用示例简述 w6{TE(]zp  
    1. 系统细节 .MJofE;Jn  
    光源 e0T34x'  
    — 高斯激光 X@LRsg  
     组件 < F`>,Pm  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ~,5gUl?Il  
    — 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 17G'jiY H  
     探测器 [N#, K02mk  
    — 视觉感知的仿真 6u7?dG'4  
    — 高帽,转换效率,信噪比 b{]z w pf  
     建模/设计 Z^IPZF  
    — 场追迹: /eOzXCSws  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ]2\VweV  
    obNqsyc77R  
    2. 系统说明 ),ma_{$N  
    j{9D{  
    !VI]oRgP  
    <oX7P69  
    3. 建模&设计结果 5Drq9B9;  
    +(1zH-^.  
    不同真实傅里叶透镜的结果: 4bn(zyP  
    al9t^  
    w6W}"Uw  
    U~j ^I^  
    4. 总结 c;n *AK  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 v4.#;F.\m  
    $}jssnoU  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 !=:$lzS^  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 TG+VEL |T  
    k+8q{5>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。 ^]a#7/]o  
    li 6%)  
    应用示例详细内容 7TDy.]  
    Wu_kx2h  
    系统参数 <-D0u?8  
    OSf}Q=BL  
    1. 该应用实例的内容 Q&eQQ6b^Ih  
    ~ y;6W0x  
    W>p-u6u%E|  
    _oUHJ~&,  
    I{*<4a7q  
    2. 仿真任务 .On|uC)!  
    Lg*B>=  
    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。 pD01,5/  
    2U:H545]]  
    3. 参数:准直输入光源 bdibaN-h  
    S4h:|jLUF  
    4W)B'+ZK8  
    f1_<G  
    4. 参数:SLM透射函数 g;8jK 8 Kh  
     $W9{P;  
    ^,;z|f'% *  
    5. 由理想系统到实际系统 m$W <  
    j;fpQ_KL  
    X~<("  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 /Ya_>+oo  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 [h34d5'w  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 /U"CO8Da  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 *i- _6s  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 8$ma;U d  
    I9 mvt e  
    ?$6Y2  
    B,@c; K  
    N%"Y  
    应用示例详细内容 YJ;j x0  
    L_+k12lm  
    仿真&结果 (jFGa2{  
    v%s`~~u%^  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 I]&#Dl/  
    LjUy*mxw  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 W81E!RyP`  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 R&Jm +3N  
     为优化计算加入一个旋转平面 dUF&."pW e  
    'iGzkf}j  
    +tk{"s^r*  
    QzzW x2  
    2. 参数:双凸球面透镜 >b6-OFJx  
    L}}y'^(  
    1!1 beR]  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 l*kPOyB  
     由于对称形状,前后焦距一致。 'eJ+JM<0%  
     参数是对应波长532nm。 1QU:?_\6@t  
     透镜材料N-BK7。 H N.3  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 &*7?)eI!i  
    Sk:ws&D1u  
     y7$iOR  
    z6?)3'  
    ^H2-RBE#  
    g|<]B$yN#  
    3. 结果:双凸球面透镜 _jNj-)RB_  
    |/2y-[;:  
    |iR T! ]  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 mN>h5G>a  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 =ZDAeVz3w  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 PB/IFsJ  
    <oWB0%  
    +H9>A0JF  
    phn9:{TI  
    eOXHQjuj  
    4. 参数:优化球面透镜 T.We: ,{  
    l411a9o  
    H~+l7OhV  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 mFSw@CC  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 ( @3\`\X  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 C":o/;,1  
     透镜材料同样为N-BK7。 ;Ww7"-=sw  
    l"!Ko G7  
    )@L'wW  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 <IC~ GqXv  
    y-j\zK  
    59!Fkd3  
    :k3Nt5t!  
    5. 结果:优化的球面透镜 ;Wl+ zw  
    V\{tmDE  
    ,WG<hgg-U)  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 (vB<%l.&  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Nof3F/2 N&  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 _x? uU  
    V0%V5>  
    g=]u^&  
    +{/*z  
    6. 参数:非球面透镜 >TP7 }u|  
    [<{Kw=X__2  
    7yx$N n`(  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 U R%4@   
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 5i-Rglo  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 2 OwV^-OG  
    [ e8x&{L-_  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ]b=P=  
    GG0R}',0  
    *0}3t <5  
    ;?6No(/  
    !Yw3 d   
    7. 结果:非球面透镜 8-lOB  
    v9D22,K-  
    s-RQMK}H  
     生成期望的高帽光束形状。 }#qGqY*@LK  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ynB_"mg  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 P{5-Mx!{&  
    RiTa \  
    !TP@- X;  
    _9?I A  
    w~ ;I7:  
    8. 总结 3"kd jOB  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 `D":Q=:  
    r 3M1e+'fc  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 sz9G3artK&  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 A 5+rd{k/  
    h8Xg`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。 |hO~X~P  
    p[@5&_u(z  
    扩展阅读 b-Z4 Jo G  
    xxm%u9@s  
    扩展阅读 !{82D[5  
     开始视频 s%!`kWVJ.  
    -     光路图介绍 Hi yc#-4  
     该应用示例相关文件: "&/]@)TPz  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 )$&dg2[  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    k`{@pt.  
     
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