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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) .=)[S5.BVq  
应用示例简述 NEUr w/  
1. 系统细节 VKtlAfXy~  
 光源 2,Aw 6h;  
— 高斯激光束 C hQ] d  
 组件 EKD#s,(V*X  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Ma'#5)D  
— 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 K.=5p/^a  
 探测器 S0Ur{!9\#^  
— 视觉感知的仿真 Ge @qvP_  
— 高帽,转换效率,信噪比 P5H_iH  
 建模/设计 ymp ik.'  
— 场追迹: *8J 0yv  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 NBXhcfF  
aX~Jk >a0  
2. 系统说明 '`YZJ  
C;5`G *e  
~F53{qxV  
+!GJ  
3. 建模&设计结果 `T+w5ONn  
jXVvVv  
不同真实傅里叶透镜的结果: @tJ4^<`P{  
r7sA;Y\  
Sgr. V)  
E]v]fy"  
4. 总结 s q;!5qK  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 eIEL';N6  
@eZBwFe  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Vo6+|ztk|  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 %-]a[qf3  
|VzXcV-"8)  
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。 lu6iU  
f~*7hv\  
应用示例详细内容 c3Gy1#f:#2  
%Oo f/q  
系统参数 @ze2'56F}  
6uv~.-T<l  
1. 该应用实例的内容 IBvn q8\  
aNs8T`  
MD*dq  
|d z2Drc  
BG8/  
2. 仿真任务 1hlU 6 =Y  
B;F ~6i  
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。 Gov.;hy  
V%)Tu{L  
3. 参数:准直输入光源 .P`QCH;Ih  
hkyO_ns  
~#4FL<W  
%.D!J",\/K  
4. 参数:SLM透射函数 ";7xE#jRk  
g~b$WV%  
: 8j7}'  
5. 由理想系统到实际系统 L&y"oAp<  
gwsIzYV  
ZjMnGRP  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 4;W{#jk  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 j#2E Q  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 9gdK&/ulR  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 _yUYEq<`  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 s*_fRf:  
UPP"-`t  
Q xA( *1  
(hdu+^Qj=  
JBLUX,  
应用示例详细内容 ez!W0  
+}M3O]?4  
仿真&结果 9P ACXW0  
a;^lOU|L{  
1. VirtualLab中SLM的仿真  T&MhSJf#  
b>8TH-1t~  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 @&E IH,c  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 xp'Q>%v  
 为优化计算加入一个旋转平面 !zx8I7e4  
@MB)B5  
+-(,'slov  
b=1E87i@W  
2. 参数:双凸球面透镜 H<n"[u^@E  
q^sZP\i,*;  
)qw;KG0F  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 D*[J rq,  
 由于对称形状,前后焦距一致。 1AN$s  
 参数是对应波长532nm。 Osm))Ua(  
 透镜材料N-BK7。 j*gJP !  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 KK3iui  
NU?<bIQ  
;*t#:U*  
aA52Li  
(AtyM?*  
5qW>#pTFVV  
3. 结果:双凸球面透镜 A9 g%>  
] uyp i#[  
ni%)a  
 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。  >(ip-R  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 xlJWCA*>  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 _p%n%Oce  
P "IR3=  
;>jEeIlT  
r *6S1bW  
Ze8.+Ee  
4. 参数:优化球面透镜 bTrusSAl  
z8awND  
j|wN7@Zc  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 rvy%8%e?  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 tkcs6uy  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 <>9!oOa  
 透镜材料同样为N-BK7。 ) c\Y!vS  
>8k Xa.)84  
6(d6Uwc`  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4Ex&AR8  
e 9RYk:O  
zA>X+JH>iw  
QJ4$) Fr(  
5. 结果:优化的球面透镜 UAhWJ$(C  
6{ ]F#ig=  
HrvyI)4{  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 (~zu4^9w  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 rf%lhBv  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 >h;]rMD!|  
`sT;\  
-'d:~:1f  
./k7""4   
6. 参数:非球面透镜 q0VAkVHw4  
e~zgH\`  
aF^N  Ye  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 U?:P7YWy  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 X\ P%C  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 7GsKD=bl]  
} #H,oy;Dz  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 px K&aY8  
sV a0eGc  
X'PZCg W  
!9_(y~g{N  
4-x<^ ev=  
7. 结果:非球面透镜 8.B'O>\T  
cZ:jht  
d'ZNp2L  
 生成期望的高帽光束形状。 j@z IJ  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 dz([GP'-*  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 vnvpb! @Q  
$YEm(:v$  
l EFd^@t  
]5f;Kz)  
[cd1Mf:[Y  
8. 总结 Z5 IWoY  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 r9_ ON|  
-[-oz0`Sl{  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ,7&\jET5^0  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 p!YK~cH[  
>[;@ [4}  
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:#]P0  
)DXt_leLg  
扩展阅读 baII!ks  
r$={_M$  
扩展阅读 /#Aw7F$Ey  
 开始视频 (46'#E z[F  
-     光路图介绍 CXuD%H]tx  
 该应用示例相关文件: [G|.  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 gE2(E0H  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
`;6M|5G  
Z?'CS|u d  
 Ol }5ry  
QQ:2987619807 ^~[7])}g6  
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