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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) oTU!R ,  
    应用示例简述 ^84G%)`&  
    1. 系统细节 =n5zM._S-  
    光源 ZRh~`yy  
    — 高斯激光 qT{U(  
     组件 s C%&cRQD  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 `w#Oih!6A|  
    — 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 W>Y@^U&x`  
     探测器 X$ 0?j 1  
    — 视觉感知的仿真 Pk{_(ybaY  
    — 高帽,转换效率,信噪比 *}F3M\  
     建模/设计 :)wy.r;N  
    — 场追迹: Se :.4<  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 8Wrh]egu1  
    L[oui,}_  
    2. 系统说明 @Owb?(6?  
    .zA^)qgL  
    y I HXg#  
    >Wm `v.-  
    3. 建模&设计结果 b#uL?f  
    :1cV;gJ  
    不同真实傅里叶透镜的结果: [YRz*5   
    Q i,j+xBp  
    |%F=po>w  
    2Nu=/tMN  
    4. 总结 >:AARx%  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 lP[w?O  
    bU>U14ix<  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 CJ/X}hi,  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 2#KJ asX  
    >BR(Wd.  
    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。 J`peX0Stl  
    c(3~0Yr  
    应用示例详细内容 R0P iv:  
    5L+>ewl  
    系统参数 CY 4gSe?  
    7L`A{L  
    1. 该应用实例的内容 $:=A'd2  
    0[R L>;D:  
    4,bv)Im+ `  
    54gBJEhg  
    [>+4^&  
    2. 仿真任务 hv`~?n)D66  
    !POl;%\  
    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。 *?5*m+  
    :8L8q<U  
    3. 参数:准直输入光源 chcbd y>C  
    \l'm[jy>  
    j-4VB_N@  
    n&{Dq}q  
    4. 参数:SLM透射函数 ^ssK   
    Fu SL}P  
    )#BMTKA^  
    5. 由理想系统到实际系统 c&r70L,  
    mPOGidxix  
    ]9YJ,d@J  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 $Z!`Hb  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 wF IegC(  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 -|J"s$yO4  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 m4TE5q%3  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ^WHE$4U`  
    ~k\fhx  
    T_s _p  
    HTVuStM8  
    UR%/MV  
    应用示例详细内容 h hG4-HD  
    E=jNi  
    仿真&结果 ,p4&g)o  
    DwaBdN[!7  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 r;B8i!gD  
    t|H^`Cv6  
     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)。 Z8# (kmBdB  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 88VZR&v   
     为优化计算加入一个旋转平面 aUzBV\Yd}  
    1 9&<|qTz  
    vX{J' H]u  
    J,V9k[88  
    2. 参数:双凸球面透镜 A'j;\ `1  
    $LKIT0  
    ~?D4[D|sB  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Te.Y#lCT$  
     由于对称形状,前后焦距一致。 m`v2: S}  
     参数是对应波长532nm。 PpGL/,]X  
     透镜材料N-BK7。 ~c8? >oN(  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ;Yx)tWQI  
    W 0(_ ~  
    fdxLAC  
    &)8:h+&Z  
    Y,GU%[+  
    u}>#Eb  
    3. 结果:双凸球面透镜 TkE 8D n  
    Fw/6?:C}O6  
    AjmVc])  
     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。 ?5U2D%t  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Da&vb D-Bg  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 IC#>X5  
    ?Eg(Gu.J  
    yW+yg{Gg:  
    wmk *h-  
    3!3xCO  
    4. 参数:优化球面透镜 #hW;Ju73  
    p`mS[bxv!  
    stG~AC  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 6Se?sHC>  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 a#^B2  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ;lq;X{/  
     透镜材料同样为N-BK7。 M^MdRu  
    TK5K_V*7  
    il}%7b-  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4,..kSA3iw  
    ?f#y1m  
    W!%]_I!&K  
    T#M,~lD  
    5. 结果:优化的球面透镜 L=c!:p|7)  
    unshH<  
    6$fHtJD:  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 2]I4M[|&z  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Cnnh7`  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 5 elw~u  
    i#7DR>XF/  
     gG uZ8:f  
    qgE 73.!`6  
    6. 参数:非球面透镜 2uG0/7  
    ?bPRxR  
    $>*3/H  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 (>F%UY  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 f _[<L  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 I{ HN67O  
    Ol1e/Wv  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 7P" | J\  
    =fu :@+  
    wyp|qIS;  
    >G);j@Q  
    =NOH:#iQ  
    7. 结果:非球面透镜 :r%P.60H X  
    Nqw&< x+  
    9!T[Z/}T  
     生成期望的高帽光束形状。 NXwz$}}Pp  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 6^uq?  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 .zS?9MP  
    k9)jjR*XxG  
    '#s05hr  
    9v?N+Rb  
    P9=?zh 6G.  
    8. 总结 HkQ*y$$  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 JXCCTUO  
    0QPH}Vi5}  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 zV:pQRbt.  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 EPS={w$'s  
    N*%@  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 :80Z6F.k`  
    %{YN70/  
    扩展阅读 +SsK21f"r  
    O?U'!o=  
    扩展阅读 bSsh^Z  
     开始视频 k9$K}  
    -     光路图介绍 cU ? 0(z7  
     该应用示例相关文件: n9@ of  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 )p T?/ J  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    ,$;yY)x7U  
     
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