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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) !7g E  
    应用示例简述 a9E!2o+,  
    1. 系统细节 LaE;{jY  
    光源 ,qRSB>5c  
    — 高斯激光 F$K-Q;r]<  
     组件 c#G]3vTdE  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 : {9|/a  
    — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 3_atv'I  
     探测器 xX'Uq_ Jv  
    — 视觉感知的仿真 W7a s =+;X  
    — 高帽,转换效率,信噪比 j}R4m h  
     建模/设计 |7Q8WjCQ{m  
    — 场追迹: c= 2e?  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ] %*970  
    ^gFjm~2I  
    2. 系统说明 V=|^r?  
    Ssu{Lj  
    g[;iVX^1&  
    ru`;cXa,  
    3. 建模&设计结果 34C ^vBp  
    F.=u Jdl.!  
    不同真实傅里叶透镜的结果: Q ;P~'  
    O#7ldF(  
    [ &*$!M  
    #{0DpSzE5  
    4. 总结 (Df<QC`0v  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $U jSP  
    H/V%D O  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 yT&bS\  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 1A- 8,)  
    xgR*j  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ](0 Vm_es  
    2al~`  
    应用示例详细内容 MatC2-aV1  
    wZa;cg.-q  
    系统参数 pOI+  
    savz>E &  
    1. 该应用实例的内容 3r em"M  
    YY!(/<VI  
    l3MbCBX2  
    ;oFaDTX]  
    xN"KSQpu  
    2. 仿真任务 pjj 5  
    Ql*/{#$  
    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。 ($(1KE  
    Mty]LMK  
    3. 参数:准直输入光源 3/rvSR!  
    J|FyY)_  
    cHsJQU*K6  
    Z `\7B e  
    4. 参数:SLM透射函数 'fA D Dh}  
    jZ D\u%  
    vWkKNB  
    5. 由理想系统到实际系统 T4!]^_t^  
    x>8f#B\Mr  
    <$yer)_J!k  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 A[ iP s9  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 $g$`fR)  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 jATU b-  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 J#x91Jh  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 o mjLQp[%  
    C]=E$^ |{  
    Ba+OoS  
    {hg$?4IyQ  
    j=AJs<  
    应用示例详细内容 lwg.'<  
    C(0Iv[~y/  
    仿真&结果 Zj7XmkL  
    *i?qOv /=>  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 %xZ.+Ff%  
    {H+?DMh  
     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)。 fcZOsTj  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Nz}Q"6L  
     为优化计算加入一个旋转平面 `2fuV]FW  
    blN1Q%m6  
    ppnj.tLz;r  
    %@&)t?/=  
    2. 参数:双凸球面透镜 O(~Vvoq  
    _(z"l"l=$  
    ;&!dD6N  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 =5|5j!i=q  
     由于对称形状,前后焦距一致。 5?fk;Q9+\  
     参数是对应波长532nm。 V]O :;(W_  
     透镜材料N-BK7。 h@DJ/&;u@  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 2>!ykUw^O  
    _[ phs06A  
    ;Pa(nUE@  
    Td  F<  
    8 KkpXaz  
    "QF083$  
    3. 结果:双凸球面透镜 72,iRH  
    $~YuS_sYg  
    xKr,XZu  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 <di_2hN  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 9A_7:V]_  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 HxMsH5;  
    EC~t 'v  
    m%V[&"5%e  
    0|ps),  
    ZH(.| NaH  
    4. 参数:优化球面透镜 tAA7  
    W*<]`U_.  
    ger<JSL%  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 xB(:d'1|  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 }SV3PdE  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 `"H?nf0  
     透镜材料同样为N-BK7。 ]1&9~TL  
    S0+zq<  
    `0^i #  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 n{t',r50  
    1,j9(m2  
    cWc)sb  
    c Vn+~m_%  
    5. 结果:优化的球面透镜 hQm4R]a  
    V8yX7yx  
    JC"K{ V{  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 psC7I E<v  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 lAk1ncx  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 'u[o`31.  
    fqb$_>3Ol  
    f4S@lyYF  
    / D ]B  
    6. 参数:非球面透镜 ge?-^s4M  
    @6q$Zg/  
     ^qqHq  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 ^,K.)s  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 AfN   
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Z5Ihc%J^  
    LtztjAm.  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 t4_K>Mj+d  
    [T]qm7 ?  
    ]&U|d  
    ;CMC`h9,  
    eH955[fVd4  
    7. 结果:非球面透镜 %"Q!5qH&  
    .p9h$z^  
    F[=lA"F^  
     生成期望的高帽光束形状。 / JeqoM"x  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 R0mT/h2  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 -Y=c g;  
    Zk#i9[g9*  
    bM^A9BxD  
    8.Ef5-m  
    HoE.//b  
    8. 总结 kQd[E-b7  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 &NjZD4m`=  
    eBTedSM?t  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 2{kfbm-89t  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 = )l:^+q  
    e'Us(]ZO  
    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。 (l8r>V  
    M(zY[O  
    扩展阅读 qm8n7Z/  
    11<@++,i  
    扩展阅读 _K}_h\e.  
     开始视频 g~hk-nXL.  
    -     光路图介绍 p:<gFZb  
     该应用示例相关文件: N"1x]1'   
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ENXW#{N.v  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    y8*@dRrq  
     
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