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空间光调制器(SLM.0003 v1.0) J&Db- 应用示例简述 2n+ud ?|l 1. 系统细节 Im?/#t X 光源 6oa>\PDy — 高斯激光束 1Ys)b[: 组件 (*M0'5 — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 h3bQ<?m — 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 2 OV$M~ 探测器 1`1jSx5}. — 视觉感知的仿真 ?V}ub>J/= — 高帽,转换效率,信噪比 %"cOX 建模/设计 Oq$-*N — 场追迹: VX*+: 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 g&S>Wq%L dt@~8kS 2. 系统说明 !?R#e`} .820~b0
?2_h. ySI}Nm>&= 3. 建模&设计结果 u$CN$ynS M@l |n 不同真实傅里叶透镜的结果: W\($LD"X UD8e,/ *o5[P\'6 qRgFVX+vc 4. 总结 '4It>50b 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。
_ X "Bv V89 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 fN@ZJ~F%j 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 \[qxOZ{ ~+d{:WY 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。 #eN2{G=4+ CzY18-L@EX 应用示例详细内容 TV0sxod6 t^Lb}A#$4 系统参数 q sUBvq n&o"RE 0~0 1. 该应用实例的内容 m,"-/) N
p*T[J daP_Kz/2K BQ<\[H; Pr>05lg 2. 仿真任务 |QF_E4ISD q6*i/"mN* 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。 #?+[|RS| ~ o2Z5,H 3. 参数:准直输入光源 kGs\"zZM E|>-7k") j!kJ@l bP *zN~x(0{E 4. 参数:SLM透射函数 mR|5$1[b wx`.
ES!e/l 5. 由理想系统到实际系统 ]'?Ue7 l*]hUP J D"-Wo}"8O' 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 .gGO+8[N* 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Cg?Mk6 i 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 {}8C/4iP 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 O9- `e 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 5073Q~
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!s^XWsb8 pZK 1G 应用示例详细内容 N
P+vi@Ud x:4R?!M. 仿真&结果 }apno|W& Q\}-MiI/ 1. VirtualLab中SLM的仿真 yH]Q;X' xo?'L&% 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 us ~cIGm 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 iLJ@oM;2 为优化计算加入一个旋转平面 uYWgNNxdmo ,52Lm=n o~e_M- k!z<=WA 2. 参数:双凸球面透镜 ,`Z4fz: E:M,nSc)53 ;]0d{ 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 [<{r~YFjWW 由于对称形状,前后焦距一致。 NOwd'iU 参数是对应波长532nm。 9G2rVk 透镜材料N-BK7。 q2J|koT 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Q0Do B ?<^8,H
V sxI y\uBVa<B
8f[ztT0`g G1w$lc 3. 结果:双凸球面透镜
!w Q?+:6 !4D?X\~"% )=() 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。 yQ[ ;.<%v 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 0SWqC@AR% 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 RQ[/s
lg P*?| E@;s`
vdvnwzp!l .%7Le|Fb"
L~)8Q(f 4. 参数:优化球面透镜 Cw(yp u \-]tvgA~& Xe_djy'8 然后,使用一个优化后的球面透镜。 r5UVBV8T 通过优化曲率半径获得最小波像差。 1eV&oN# 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 F(."nUrf 透镜材料同样为N-BK7。 I<sUB4T>#W LTzdg >\oJ Ssz;d&93 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 mF~]P8 |n tWMm:(
#_S]\=N( / [49iIzC 5. 结果:优化的球面透镜 x:~XZX\mwH `?R{sNr. 0M&n3s{5I 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 #oa>Z.?_V 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 SPdEO3 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 wG7>2*(
w.aEc}@(^
u0arJU_.) 7]1a3Jk 6. 参数:非球面透镜 ^o _J0
]m Yb<:1?76L h9imS\gfr 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 :ChXzZ 非球面透镜材料同样为N-BK7。 `Rfe*oAf 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ^yc8is'` PDw+Q 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 \xggIW.^0 psmDGSm,& 6Y\TVRR
_+aR|AEC hGrX,.zj 7. 结果:非球面透镜 j2IK\~W?- 1;<Vr<. d7r!<u&/ 生成期望的高帽光束形状。 WvJ:yUb2 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 oVZzvK(zR 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 wE=I3E % e~(e&4pb
;qUB[Kw
j0~c2 9#hp]0S6 8. 总结 O/Hj-u6&A 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 PPySOkmS3 1Dhe!
n# 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 |:#Ug 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 z a_0-G%C2 KFO
K%vbM 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。 W<#!H e =8`KGeP$ 扩展阅读 `S-l.zSZ4B Z&iW1 扩展阅读 2
yANf 开始视频 Xp06sl7 M - 光路图介绍 #W8?E_iu 该应用示例相关文件: V3cKdlu Na - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 o^(I+ <el - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ]9w8[T:O
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