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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) _d/GdeLs  
应用示例简述 ,!jR:nApE  
1. 系统细节 *m iONc  
 光源 +yt6.L  
— 高斯激光束 /j$$0F>s7  
 组件 %f_FGh  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 5sG ]3z+1  
— 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 "sdcP8])d  
 探测器 o`oRG)QC  
— 视觉感知的仿真 @wg&6uQ  
— 高帽,转换效率,信噪比 G[ ,,L  
 建模/设计 ="/R5fp  
— 场追迹: Rd`{qW  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 |}l@w +N3  
-$xKv4  
2. 系统说明 6'S5sRA  
Bi'I18<  
c`rfKr&z  
{ +i;e]c  
3. 建模&设计结果 @\#'oIc|  
 s$K@X `  
不同真实傅里叶透镜的结果: !a.3OpQ  
$0S.@wUG  
Dh*~U :6$g  
$_4oN(WSz  
4. 总结 ;4+qPWwq8W  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 b>G qNf!  
d w|-=~  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 x0}<n99qE  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 at_dmU2[7  
s?4%<jz  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 }Z~pfm_S  
=e"H1^Ml  
应用示例详细内容 %#[r_QQ^  
B^E2UNRA  
系统参数 8Cf^$  
(:tTx>V#  
1. 该应用实例的内容 Fm-q=3  
yHa:?u6  
a!s.850@  
dVY(V&p  
o3kt0NuF,  
2. 仿真任务 C*Y :w  
O=4c eE mz  
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。 F[Guy7?O  
7]<F>97  
3. 参数:准直输入光源 Z<$E.##  
6KBzlj0T+  
1{;[q3a  
x mrugNRg  
4. 参数:SLM透射函数 3Vb=6-|  
/)eNx  
=:ya;k&  
5. 由理想系统到实际系统 J?|K#<%  
Ty e$na&$}  
'p|Iwtjn>  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 YU ]G5\UU  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ,6%hu|Y*  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 gKm@B{rC  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 aHVdClD2o  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 =+SVzK,+3  
O,V6hU/ *  
1DI"LIL  
a V+o\fId  
S1x.pLHj8  
应用示例详细内容 QTrlQH&p  
Jm*M7g j  
仿真&结果 E<98ahZ?l  
ib""Fv7{  
1. VirtualLab中SLM的仿真 &?5{z\;1"  
} K hq  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 S,)|~#5x  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Ok~W@sYST  
 为优化计算加入一个旋转平面 -KU)7V  
fa*H cz  
[iO$ c]!H  
9wYtOQ{g  
2. 参数:双凸球面透镜 Vm,f3~  
 7KSGG1ts  
YKX>@)Dxv  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 +ia(%[  
 由于对称形状,前后焦距一致。 9qu24zz$P  
 参数是对应波长532nm。 =p&'_a^$  
 透镜材料N-BK7。 8y 4D9_{  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 +DbWMm  
HHu7{,  
ma]F%E+$  
yV+ E;  
,GXfy9x7U  
/qz "I-a  
3. 结果:双凸球面透镜 Jq+$_Uqd  
  L@k;L  
XnI ;7J  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 x[O#(^q  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 rJc)< OZjT  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 fO|~Oz<S  
;~gd<KK  
Mn }Z9S[  
rM >V=|9,  
)T};Q:  
4. 参数:优化球面透镜 %[\Ft  
Wru  Fp  
\gI:`>- x  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 p,AD!~n`  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 y'2kV6TtqD  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 w[$nO#  
 透镜材料同样为N-BK7。 ?#EXG  
N7I71q|  
j'40>Ct=i  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 WO(&<(?  
3Llj_lf  
%}ApO{  
gM5p1?E  
5. 结果:优化的球面透镜 =u3@ Dhw  
L5k>;|SA  
"k1Tsd-  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 (~pEro]?+)  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 r?yJ  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 4@mXtA  
})0 7u  
n\"LN3  
\`p~b(  
6. 参数:非球面透镜 $-9@/%Y  
-z 5k4Y  
nM.?Q}yO~  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 vsz^B :j  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 FqUt uN  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ;7n*PBUJJ  
6j"I5,-~!  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 x^O2Lj,w\  
HFx"fT  
;{q) |GRF  
n `T[eb~  
U:4Og8  
7. 结果:非球面透镜 =U7D}n hS-  
rUpAiZfz >  
%V1T !<  
 生成期望的高帽光束形状。 kbT-Oz  2  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ,Ho.O7H  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 OZ14-}Lr5  
x(zZqOed  
ODvpMt:+  
`L*;58MA  
B{UoNm@  
8. 总结 I nK)O ';  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 @$yYljP  
%PdYv _5  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 r\ Yur  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 W>wi;Gf#  
rHBjR_L.2  
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。 JR<-'  
Bpo68%dx89  
扩展阅读 z(X6%p0  
z slEUTj)  
扩展阅读 jsaCnm>&  
 开始视频 LLY;IUK!R  
-     光路图介绍 *#^1rKGWK  
 该应用示例相关文件: Ry S{@=si  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ^r :A^q  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
/P"\ +Qp  
M*6@1.n  
N_Ld,J%g  
QQ:2987619807 Bg0cC  
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