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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) J))U YJO  
    应用示例简述 gy`WBg(7x  
    1. 系统细节 h-<Qj,L{W  
    光源 / q| o  
    — 高斯激光 8w$q4fg0  
     组件 J#DN2y <  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 &J\<"3  
    — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 4KX\'K  
     探测器 (zX75QSKV  
    — 视觉感知的仿真 %M*2j%6  
    — 高帽,转换效率,信噪比 b%QcB[k[WB  
     建模/设计 Ya &\b 6  
    — 场追迹: @~QI3)=s  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 *.6m,QqJ(  
    +-!2nk`"a  
    2. 系统说明 `F$lO2#k  
    ]]NTvr  
    !%'"l{R  
    P~*'/!@  
    3. 建模&设计结果 e-Z ul.m  
    [X 9zrGHt  
    不同真实傅里叶透镜的结果: FN/siw(?3  
    \ZtKaEXnx  
    J(:y-U  
    U1W8f|u  
    4. 总结 Bm5\*Xd1(  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ^GS\(egt  
     u]OYu  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 %i.Prckrb  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 aH dQi,=z  
    Qd/x{a8  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 X4<Y5?&0  
    ,1B` Ve  
    应用示例详细内容 NM"5.   
    nT%ko7~-  
    系统参数 Kk).KgR  
    "r~/E|Da<  
    1. 该应用实例的内容 8+ ]'2{  
    ^ib =fLu  
    Z7NR%u_|[  
    _3IRj=Cs  
    "Hk7s+%  
    2. 仿真任务 :=*V i`  
    3RF`F i  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 {DapXx  
    g2?yT ?  
    3. 参数:准直输入光源 k;Fxr%  
    #;= sJ[m4  
    ~RH)iI  
    (^"2"[?a  
    4. 参数:SLM透射函数 c^<~Y$i  
    =!G{+&j  
    0g;)je2_2?  
    5. 由理想系统到实际系统 ?r{hrAx  
    s!S_Bt):3  
    ?AH B\S  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 %=Y=]g2  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 z8XWp[K  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 .Q^V,[on1T  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 <kk!nsI  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 TT no  
    m Ga:~x  
    +i#s |kKs\  
    I1#MS4;$^  
    R9(Yi<CC  
    应用示例详细内容 qi ">AQpp  
    PuhvJHT  
    仿真&结果 ]57yorc`  
    *^w}SE(  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 vOLa.%X]h  
    kZ PL$ \/A  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 sm;kg=  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 &KY!a0s  
     为优化计算加入一个旋转平面 ?\)h2oi!F5  
    1:r#m- \  
    M~n./wyC  
    gm%cAme  
    2. 参数:双凸球面透镜 %P{3c~?DH  
    M ziOpraj  
    t 4VeXp6  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 7<Qmpcp =  
     由于对称形状,前后焦距一致。 $}'(%\7"  
     参数是对应波长532nm。 !iq|sXs  
     透镜材料N-BK7。 V/:2xT  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 nW} s  
    $$uMu{?0i  
    2[;~@n1P  
    <s7cCpUFP  
    oh@Ha?  
    !Qf*d;wxn(  
    3. 结果:双凸球面透镜 =6+99<G|%M  
    pp@B]We  
    y=.bn!u}z  
     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。 u:f.;?  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 $7ix(WL<%  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 }'faf{W  
    3m9b  
    ^}{x).  
    V#5$J Xp  
    qGX#(,E9;  
    4. 参数:优化球面透镜 ZzjCS2U  
    4 R(m$!E!  
    |2%|=   
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 q3#+G:nh  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 &r~s3S{pQ  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 RKE"}|i +S  
     透镜材料同样为N-BK7。 x(xi%?G  
    X:I2wJDs\  
    PEm2w#X%L  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3!osQ1  
    ~%C F3?e6  
    _Gf-s51s  
    p:K%-^  
    5. 结果:优化的球面透镜 y4LUC;[n  
    1_#;+S  
    q5L^>"  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 f$6N  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 aidQ,(PDj  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 i;U*Y *f  
    $B_%MfI  
    ajtH 1Z#  
    9cUa@;*1  
    6. 参数:非球面透镜 |Tc4a4jS  
    '"\'<>Be  
    6_])(F3+w.  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 E5@=LS  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 CoNaGb  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 '?mF,C o{  
    F]PsS(  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 6% ofS8 [  
    ^/#G,MxNy  
    ooUVVp  
    T'vI@i9  
    }8#Ed;%K  
    7. 结果:非球面透镜 L!zdrCM  
    l>b'b e9  
    %),u0:go  
     生成期望的高帽光束形状。 Vub6wb<G[  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 9\<q =p~  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Z#-N$%^F  
    cS7\,/4S  
    X,_K )f  
    =CRptk6tS  
    3MFT P5~  
    8. 总结 =g! Pw]  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ThgJ '  
    N+B!AK0.  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 |[Fb&x  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 S-88m/"]s  
    Qd kus 214  
    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。 -5+Yz9pv[  
    >MN"87U6  
    扩展阅读 xh$yXP0/  
    2=n`z) R  
    扩展阅读 7=^}{  
     开始视频 B I)@n:p  
    -     光路图介绍 CYgokS\=,  
     该应用示例相关文件: rFpYlMct  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 (w)%2vZ^  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    a;Y:UwD9*  
     
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