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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) g 4|ai*^  
应用示例简述 6#Y]^%?uy  
1. 系统细节 1vCp<D9<  
 光源 g>'6"p;  
— 高斯激光束 ;`kOFg#`)c  
 组件 X56q ,jCJ{  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 KL9JA; "  
— 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`]76C7  
 探测器 WE_'u+!B  
— 视觉感知的仿真 W<[7LdAB  
— 高帽,转换效率,信噪比 (2"4PU8  
 建模/设计 .x/H2r'1  
— 场追迹: <7B;_3/  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 +ut%C.1  
gbh/ `  
2. 系统说明 aHI~@  
0}'/pN>  
l&"bm C:xr  
<Hz11 }<(  
3. 建模&设计结果 B6\/xKmv?8  
wdV)M?  
不同真实傅里叶透镜的结果: kkj@!1q(wO  
+ iQ~ Y2Gh  
;j(*:Nt1  
)cZ KB0*+  
4. 总结 N"Y%* BkH  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 +|K,\ {'U  
E5c)\ D  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 }g%&}`%'  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ;eO Ye3;c  
8JW0;H<  
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。 ~)X;z"y%b  
d~QJ}a  
应用示例详细内容 99]s/KD2yb  
CUjRz5L  
系统参数 ,'l.u?SKyd  
98_os2`  
1. 该应用实例的内容 dr(e)eD(R>  
W&Xi &[Ux  
@wP.Rd  
2!{_x8,n  
y] Cx[  
2. 仿真任务 FgPmQ  
C)9-{Yp  
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。 a<+Rw{  
to #2.  
3. 参数:准直输入光源 OT)`)PZ"  
F%{z E ANm  
ZC^?ng  
S=~+e{  
4. 参数:SLM透射函数 qzo)\,  
-ucR@P]  
"[Tr"nI  
5. 由理想系统到实际系统 )coA30YR  
S%7 bM~J@  
nRX<$OzTV  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 D6e<1W  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 k<"N^+GSz  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 xu;^F  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 R~N%sn  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 do%.KIk  
'XSHl?+q  
;hFB]/.v  
U?(,Z$:N  
dQ<e}wtg  
应用示例详细内容 .=c@ps  
L;KLmxy#  
仿真&结果 :+ "JPF4X  
rj5)b:c}  
1. VirtualLab中SLM的仿真 !W=2ZlzS  
({!*&DVu  
 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)。 ;:Kc{B.s  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 \}Pr!tk!  
 为优化计算加入一个旋转平面 )IE) a[wo  
z_z '3d.r7  
F#efs6{  
er!+QD,EM  
2. 参数:双凸球面透镜 _&xkj8O  
2L1Azx  
<R#:K7> O  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 "M]`>eixL  
 由于对称形状,前后焦距一致。 "xD5>(|^+Q  
 参数是对应波长532nm。 U(:t$SBKy  
 透镜材料N-BK7。 #- d-zV*  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 'FN3r  
+Pn`AV1  
\<y#$:4r<8  
;[Hrpl S  
8ZO~=e  
.q$/#hN:e  
3. 结果:双凸球面透镜 %E2C4UbY  
061f  
K%vGfQ8Er-  
 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。 .MRLA G  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 .GPuKP|  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 j!`2Z@  
;nf}O87~  
MK4CggoC  
I~c}&'V  
#Cz:l|\ i  
4. 参数:优化球面透镜 ve= nh]N  
R~BW=Dz,e  
oga0h'  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 B&H [z  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 mDU-;3OqF  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 \V.U8asfI  
 透镜材料同样为N-BK7。 H*>5ne=x  
yAVt[+0  
OB ~74}3;  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 (%;D& ~%o  
YA^g[,  
,1e@Y~eZ  
.'N#qs_  
5. 结果:优化的球面透镜 ia /_61%  
y|Zj M  
 \R<OT%8  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 u\G\KASUK%  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 &]/.=J  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 H=9\B}  
+UP?M4g  
#Y<b'7yJ  
aMjCqu05  
6. 参数:非球面透镜 ]dIr;x`  
\(ZOt.3!J  
u8@>ThPD  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 uc;QSVWGy8  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 K?+ Rq  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 $rE_rZ+]="  
n7Ia8?8-l  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 pF"IDC  
qT L@N9  
$eBE pN  
-f:uNF]Ls  
1e^-_Bo6'o  
7. 结果:非球面透镜 [t`QV2um  
 3^zO G2  
Au/n|15->C  
 生成期望的高帽光束形状。 Nm=W?i  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 /P|jHK|{  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 !P0Oq)q  
,*Yu~4  
_sCpyu  
`p%&c%*A  
Z`b{r;`m8  
8. 总结 4<&`\<jZ  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 : LI*#~'Ka  
vH#^|u  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 s0"1W"7vh  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ?o9g5Z  
~dK)U*Q  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 YX_p3  
R{hKl#j;>  
扩展阅读 fz8eL:i:  
r#pC0Yj!3  
扩展阅读 y85/qg) H^  
 开始视频 L%JmdY;  
-     光路图介绍 ?J~(qaa;  
 该应用示例相关文件: pemb2HQ'4j  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ~$i36"  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
v7/qJ9l  
eg-,;X#  
Bn/ {J  
QQ:2987619807 DO$jX 4  
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