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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) xf:|lQf  
应用示例简述 EUPc+D3  
1. 系统细节 |mw3v>  
 光源 7;#o?6!7  
— 高斯激光束 y?*Y=,"  
 组件 }mk z_P(Z  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 [;C*9Nl  
— 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 @C~gU@F  
 探测器 i Hcy,PBD  
— 视觉感知的仿真 ?O#"x{Pk  
— 高帽,转换效率,信噪比 )Ee`11  
 建模/设计 _^0UK|[  
— 场追迹: ,F|49i.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。 Fe 7 8YDx?  
\VAS<?3  
2. 系统说明 %wq;<'W  
KW36nY\7  
-0*z"a9<p8  
oHethk  
3. 建模&设计结果 Q\le3KB  
:RXzqC  
不同真实傅里叶透镜的结果: FCt %of#  
5.U|CL  
,V+,3TT  
[:{HX U7y  
4. 总结 1|7t q  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 H$3:Ra+ S  
F^wm&:%{`  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 {@X)=.Zf  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~2 J!I^ J  
? C6t Yd  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 p<(b^{EX  
>Cglhsb:N  
应用示例详细内容  }}d,xI  
gCI{g. [I!  
系统参数 KN\tRE  
]6?6 k4@  
1. 该应用实例的内容 IKeO&]k  
C.VU"= -  
|#O>DdKHT  
lMb&F[KJ7  
=zwn3L8fL  
2. 仿真任务 3c[TPD_:  
 bR83N  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 AbOF/ g)C  
lD1m<AC  
3. 参数:准直输入光源 ks(BS k4  
EpH\;25u  
/baSAoh/e  
2fMKS  
4. 参数:SLM透射函数 r[KX"U-  
p']oy;t  
*skmTioj&  
5. 由理想系统到实际系统 0{.[#!CSk  
o+FDkqEN  
bG!/%,s  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 iiTt{ab\Y  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Y/,Cy0!  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 v4X)R "jJ  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 p2(Z(V7*  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ?%i~~hfH#N  
/NFm6AA]  
Kr@6m80E5  
uwWKsZ4:ij  
PI$K+}E  
应用示例详细内容 }6 Mo C0  
l !:kwF  
仿真&结果 C"g bol^  
h~u|v[@{J  
1. VirtualLab中SLM的仿真 4)E$. F^   
9 kLA57  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ?4YLt|sn  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 .%+y_.l  
 为优化计算加入一个旋转平面 gH|:=vfYUR  
aJ$({ZN\#  
} o@Dsx5  
A\)~y{9bQ  
2. 参数:双凸球面透镜 d2X?^  
w'a3=_nW  
t`E e/L%  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ^.@F1k  
 由于对称形状,前后焦距一致。 I@:"Qee  
 参数是对应波长532nm。 hf< [$B  
 透镜材料N-BK7。 k83S.*9Mx  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 WXe]Q bg  
&ZI-#(P  
|?4NlB6  
-nDY3$U/  
r&Qq,koE  
:*WiswMFm  
3. 结果:双凸球面透镜 WlmkM?@  
W?D-&X^ny  
(0^ZZe`# j  
 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。 p;.M .  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 !TLJk]7uC  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 0?O$->t  
zQaD&2 q  
nfksi``Vq  
)8;At'q}  
x%T.0@!8  
4. 参数:优化球面透镜 *1,4#8tB  
zV8{|-2]No  
K>G.HN@  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 %{ory5  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 qIvnPaYW  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 D 3Tqk^5  
 透镜材料同样为N-BK7。 lESv  
vL8Rg} Jh4  
USZBk0$  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 @S1Z "%S  
%a']TX  
P~s u]+  
G%viWWTY  
5. 结果:优化的球面透镜 i(> WeC+  
8&yI1XM|  
}VeE4-p B  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 WV}HN  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 5&qBG@Hw]  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 -^q;e]+J  
$ i%#fN  
ojc.ykP$  
3:T~$M`]  
6. 参数:非球面透镜 iP6?[pl8  
~I;|ipK4m  
"r1 !hfIYf  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 \}W !  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 jXPbj.  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 wV-9T*QrM  
[,(+r7aB  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ~BMUea(  
!,]2.:{0z  
n'[>h0  
Xyjd7 "  
(__$YQ-  
7. 结果:非球面透镜 88l1g,`**  
aW9\h_$  
=\G`g #  
 生成期望的高帽光束形状。 2#/23(Wc  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 EvH/d4V;  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 @WNqD*)1  
'KDt%?24  
$9P=  
z/fSs tN  
E\TWPV'/  
8. 总结 ESUO I  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 e?FQ6?  
9WI5\`*"  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 hu.p;A3p;  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 a~?B/ g&_  
p=3t!3  
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。 P+BGCc%);B  
n.t5:SW  
扩展阅读 F{^\vFp  
#+i:s92],  
扩展阅读 ,:2Z6~z{  
 开始视频 "U+c`V=w  
-     光路图介绍 (H"{r  
 该应用示例相关文件: h=\1ZQKC)  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 -}PE(c1%?q  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
Bh'!aipk  
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QQ:2987619807 UBJYs{zz  
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