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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) vk<4P;A(G  
应用示例简述 .[o`TlG%  
1. 系统细节 .q'{ 3  
 光源 Hm]\.ZEy  
— 高斯激光束 IJBIO>Z/  
 组件 cG!dMab(  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Muok">#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 5UvqE_  
 探测器 Wb;D9Z  
— 视觉感知的仿真 C~"b-T  
— 高帽,转换效率,信噪比 @O8X )  
 建模/设计 AQ)J|i  
— 场追迹: }^azj>p5  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ddEV@2F  
~N8$abQJV  
2. 系统说明 4S*dNYc  
Bh7dAV(  
l8+;)2p!  
w\ddC DZ  
3. 建模&设计结果 RP%FMb}nt  
]%+T+ zg(Y  
不同真实傅里叶透镜的结果: /|8/C40aY  
bdHHOpXM  
8b< 'jft  
9lB$i2G>Zw  
4. 总结 bf6:J `5Z  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 "B0I$`~wu  
c:2LG_mQ  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 AL*M`m_  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 '1b4nj|<m  
&e99P{\D  
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。 Zo@  
#pk  
应用示例详细内容 Xn%O .yM6  
N ZZc[P  
系统参数 j5G=ZI86y  
FBS]U$1  
1. 该应用实例的内容 sZ#U{LI  
=}2k+v-B  
_c,{}sn  
)^m"fQ+  
nc;iJ/\4  
2. 仿真任务 R,m|+[sl  
cnj32H^+  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 abg` : E  
[m(n-Mu F  
3. 参数:准直输入光源 :Q"p!,X=-  
0 D&-BAzi  
+Os9}uKf  
1'b}Y 8YO  
4. 参数:SLM透射函数 tfVlIY<  
hZ-?-F?*@  
^a=V.  
5. 由理想系统到实际系统 H Yw7*  
EC7)M}H  
q:9CFAX0=  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 vo^2k13  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 \2M{R  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 !YX_k<1E  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ,Gy2$mglB  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 KU;J2Kt  
zh9B8r)C  
[vOk=  
|J:m{  
(;(2n;i[M  
应用示例详细内容 pV/5w<_x?  
l4\!J/df  
仿真&结果 _Q7]Dw/w\  
H Em XB=  
1. VirtualLab中SLM的仿真 b?k6-r$j  
p']{WLDj2  
 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)。 G' mg-{  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 15R:m:T  
 为优化计算加入一个旋转平面 ^tI4FQ>Y  
\6;b.&%w2  
oW3Uyj  
k\A4sj  
2. 参数:双凸球面透镜 -d^c!Iu|  
|l:,EA_v|  
VlS`m,:{  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 (Ji=fh+  
 由于对称形状,前后焦距一致。 fk\hrVP  
 参数是对应波长532nm。  ](>YjE0  
 透镜材料N-BK7。 %!]CP1S  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Vn?|\3KY  
lKV7IoJ&;  
o_cAelI[!  
scZ&}Ni  
AA[?a  
p+16*f9,^  
3. 结果:双凸球面透镜 <=@6UPsn2  
%S<))G  
^_k`@SU  
 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。 X)S4vqf}  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 x/IAc6H~_8  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 NGkWr  
-+kTw06_C  
6k;>:[p  
L 7l"*w(  
k]S`A,~  
4. 参数:优化球面透镜 f!J?n]  
kcE86Y=|x!  
0r]-Ltvl?}  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 ##'uekSJ  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Aq_?8Cd  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 bDnT><eH  
 透镜材料同样为N-BK7。 pXK-,7-  
'-_tF3x  
;Ngu(es6  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ~>rn q7j  
a<P?4tbF  
DlQ*'PX7  
e%^PVi  
5. 结果:优化的球面透镜 4_ kg/  
Gg6<4T1  
ltOsl-OpR  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 G<`6S5J>hr  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 y~Vl0f;  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 6{H@VF<QY!  
lLN5***47J  
pI}6AAs}Z  
r(I&`kF<  
6. 参数:非球面透镜 9HZR%s[J  
v[<;z(7Qk  
z W*Z  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 _p0G8  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Mi7LyIu  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 tfPe-U  
`9Q O'^)  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 E*VOyH 2[  
&o7"L;  
VIuzBmR|\  
7$7#z\VWu  
aR}Il&  
7. 结果:非球面透镜 =A<a9@N}N  
fPab%>/T{  
"T~A*a^  
 生成期望的高帽光束形状。 T:S[[#f{5  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ~-#8j3 J;  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 /8LTM|(  
@}hdMVi  
WJii0+8e  
5XinZ~  
FTcXjWBPF9  
8. 总结 kw5`KfG9  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 8 G:f[\^  
l *+9R  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 %D E_kwL  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 c:`CL<xzU  
.CEl{fofj  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 LteZ7e  
rl:D>t(:.  
扩展阅读 Rz=wInFs  
e{}vT$-  
扩展阅读 JO&+W^$uY}  
 开始视频 C$^WW}S  
-     光路图介绍 7loIjT7  
 该应用示例相关文件: \Z$MH`_nu  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ejlau#8"  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
M+Eg{^ q`  
H*h4D+Kxv  
'%KaAi$  
QQ:2987619807 ^2"3h$DJfS  
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