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infotek 2020-11-13 10:25

基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究

空间光调制器(SLM.0003 v1.0) Bf:tal6 -M  
应用示例简述 n!ZP?]FR  
1. 系统细节 ,+/9K)X  
 光源 ]LBvYjMY  
— 高斯激光束 *$L z2 ]  
 组件 |3, yq^2  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ,t%CK!8  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 Vv]$\`d#  
 探测器 WiNr866nB  
— 视觉感知的仿真 2rO)qjiH  
— 高帽,转换效率,信噪比 J7ktfyQ0W  
 建模/设计 ,.oa,sku  
— 场追迹: jj3Pf>D+k  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Y$x"4=~  
y Tw',N{  
2. 系统说明 6mBDd>`0  
I[=Wmxa?r  
AGEZ8(h  
+2EHmuJ;  
3. 建模&设计结果 'je8k7`VA  
$!F&>=o  
不同真实傅里叶透镜的结果: Kunle~Ro  
13.{Y)  
CO:*x,6au  
JN&MyA"  
4. 总结 8B*E+f0  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 K}PvrcO1  
3s?v(1 {)  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 8> Du  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Bw 3F7W~l  
h-r6PY=i  
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。 'f-   
8Wdkztp/S  
应用示例详细内容 $/[Gys3"  
_\,rX\  
系统参数 ;48P vw>g}  
:3a&Pb*PL  
1. 该应用实例的内容 ;'=VrE6  
VLh%XoQx[  
r7Nu>[r5  
S}.\v<  
MV0<^/p|  
2. 仿真任务 /rIm7FW)  
Zk]k1]u*5  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 *>e~_{F  
jOBY&W0r  
3. 参数:准直输入光源 <\, & :<  
rD0k%-{{  
M4TrnZ1D}  
PM~bM3Ei  
4. 参数:SLM透射函数 e> ar  
Q&u>7_, Du  
'1CD- Bu  
5. 由理想系统到实际系统 z@!^ow)`J  
`GvA241  
x 8 f6,  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 3AvVU]@&Z@  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 4-y6MH  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 QjQ4Z'.r>  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 +jp|Y?6Z  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 g9DG=\*A  
3hc#FmLr2b  
o*%3[HmV  
GS}0;x  
ob0~VEH-  
应用示例详细内容 n<{aPLQ  
8]My k>  
仿真&结果 -&trk  
4$%`Qh>yA  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ewo*7j4*  
%v]7BV^%6  
 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)。 :tKbz nd/  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 hgj CXl  
 为优化计算加入一个旋转平面  \C|;F  
/ca(a\@R  
PT mf  
Y.E?;iS  
2. 参数:双凸球面透镜 5+`=t07^et  
gk"mr_03  
(Ar?QwP9>  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 PM@XtL7J  
 由于对称形状,前后焦距一致。 !{IC[g n  
 参数是对应波长532nm。 /[0F6  
 透镜材料N-BK7。 ?hKm&B;d  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 +q7qK*  
gyC^K3}  
Cq gJ  
pXssh  
. /Y&\<  
^ b@!dS  
3. 结果:双凸球面透镜 .Nc_n5D6  
s){Q&E~X  
H;qJH1EdD  
 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。 TNx_Rc}  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 g+.0c=G(  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ~fBex_.o*  
L4~ W/6A  
.U<F6I:<md  
E evw*;$x  
^ZR8s^X  
4. 参数:优化球面透镜 rmoJ =.'  
3i6h"Wu`n  
=m~ruZ/  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 ikr7DBLt  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 au}s=ua~i  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 mzu<C)9d,  
 透镜材料同样为N-BK7。 (oF-O{  
mdaYYD=c%  
`T=1<Twc  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 B.}cB'|  
M"B@M5KT  
 ER_ 3'  
S4)A6z$  
5. 结果:优化的球面透镜 I :@|^PYw  
:Z[(A"dA  
$5x]%1 R  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 w?_`/oqd|  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 };^}2Xo+  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 W]zwghxH  
4j^bpfb,  
lr0M<5d=p  
O~atNrHD  
6. 参数:非球面透镜 7x(v?  
W1hX?!xp!  
z<i,D08|d  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 6(>WGR  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 QypZH"Np  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 /eb-'m  
y`6\L$c  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9ZhDZ~)p,  
=6fB*bNk]  
c`ftd>]  
js -2"I  
I )5<DZB9  
7. 结果:非球面透镜 ]=|P<F   
nSHNis  
%W&1`^Jl  
 生成期望的高帽光束形状。 AJdp6@O +  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 me:iQ.g  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 V,vc_d?,_o  
4dD2{M  
&y\igX1  
s*.3ZS5  
83Uw  
8. 总结 FllX za)  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 2 eHx"Ha  
`H"vR: ~{  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 p_r4^p\  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 /S[?{QA  
~5T$8^K  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 &//2eL  
Sk$KqHX(  
扩展阅读 (2tH"I  
\ FXp*FbQ  
扩展阅读 {:$NfW  
 开始视频 '-.wFB;  
-     光路图介绍 Qh8C,"a  
 该应用示例相关文件: R(`]n!V2  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 iu|v9+  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
W "k| K:  
4kh8W~i;/  
fK"iF@=Z`  
QQ:2987619807 FB_NkXR  
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