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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) \Fe_rh  
应用示例简述 ZK'-U,Y.H7  
1. 系统细节 er.CDKD%L  
 光源 \M"UmSB o  
— 高斯激光束 QQpP#F|w  
 组件 t nS+5F  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 #DjCzz\  
— 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  A, PlvI  
 探测器 TbehR:B5g  
— 视觉感知的仿真 1,V`8 [  
— 高帽,转换效率,信噪比 Ji;mHFZ*FU  
 建模/设计 gLSA!#[ h  
— 场追迹: 6st^4S5  
 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@^~N$G&u  
f):~8_0b  
2. 系统说明 XIWm>IQ[)  
<q,+ON\'  
3?E&}J<n  
[Lp,Hqi5  
3. 建模&设计结果 1KYN>s:  
4{qB X?  
不同真实傅里叶透镜的结果: K{l5m{:%  
? /JBt /b  
?Mp1~{8  
^<0IB#dA  
4. 总结 b59{)u4F  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 3g~^LZ66  
&l}?v@@+_  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ? &zQa xD  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 x>~p;z#VX  
@:x"]!1  
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。 ^I]{7$6^  
r Db>&s3  
应用示例详细内容 )uLr?$qe  
OSzjK7:  
系统参数 PzY)"]g  
n$2RCQ  
1. 该应用实例的内容 {[(pWd%J  
-iCcoA  
@rb l^  
wE).>  
89cVJ4]g~!  
2. 仿真任务 e(1k0W4B  
9YF$CXonE=  
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。 ~k'V*ERNSj  
a-n4:QT  
3. 参数:准直输入光源 [$ :  
\%,&~4 !  
v.W{x?5  
V)D-pV V  
4. 参数:SLM透射函数 &k T"oK  
v6e%#=  
~DLIzg7p!  
5. 由理想系统到实际系统 ' eO/PnYW  
/'y5SlE[J  
F?Or;p5`Y  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 U '[?9/T  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 |t\|:E>" }  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 PdY>#Cyh  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 {4ptu~8  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ew#T8F[  
G+)?^QTn  
dyQh:u -  
=hw^P%Zn  
Xy#V Q{!  
应用示例详细内容 vW' 5 ` %  
"E*8h/4u  
仿真&结果 H?}wl%  
Fc0jQ@4=  
1. VirtualLab中SLM的仿真 /BH.>R4`A  
0 15Owi  
 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)。  SNvb1&  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 QJ];L7Hbo  
 为优化计算加入一个旋转平面 *kaJ*Ti-/  
1&|Dsrj  
+Z? [M1g  
9y"TDo  
2. 参数:双凸球面透镜 K="I<bK  
$ u2Cd4  
Sa] mm/ G  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 T 2bnzI i  
 由于对称形状,前后焦距一致。 5_G'68;OV  
 参数是对应波长532nm。  a@|.;#FF  
 透镜材料N-BK7。 1<uwU(  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 o`%I{?UCDJ  
X Usy.l/  
b*9e1/]  
"d?f:x3v^  
v#=ayWgk  
^`&HWp  
3. 结果:双凸球面透镜 PN\V[#nS  
e?)yb^7K  
w67x l  
 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。 a!.!2a&t  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 w2 )/mSnu  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ZA.fa0n  
Am7| /  
fH!=Zb_{8  
7l}~4dm2J  
%)IrXz>Zh  
4. 参数:优化球面透镜 I2*oTUSik  
oWcACs3fB  
zjoo{IH}  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 2nx8iA  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 9`&77+|;e  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 &^ceOV0+  
 透镜材料同样为N-BK7。 s1@@o#r  
2$ VTu+  
t/LgHb:)  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 RQ5P}A 3H  
%EB;1  
Ge9}8  
{Vl"m 2  
5. 结果:优化的球面透镜 )GCLK<,swu  
sVD([`Nmc  
5xv,!/@  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 VLd=" ~  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 3dU#Ueu  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 MVuP |&:n  
</hR!Sb]  
]84YvpfW  
MZiF];OY  
6. 参数:非球面透镜 DD6'M U4  
7?]!Ecr"  
HtS#_y%(  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 PE7t_iSV  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 `L">"V`$Bj  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 }Y$VB%&Hy  
HqDa2q4  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 +ks$UvtY  
,m"l\jP  
o7QK8#  
tJG (*   
fcn_<Yh0W  
7. 结果:非球面透镜 L]a|vp  
L`JY4JM"  
0Sz/c+ 6  
 生成期望的高帽光束形状。 6z`8cI+LRw  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 x6~Fb~aP  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 u4xA'X'~R  
3_@G{O)e  
B4 <_"0  
~vkud+r  
$$/S8LmmK  
8. 总结 "vvFq ,c  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 tl2Lq0  
I BF.&[[S  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ~v,!n/('  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 7~ILRj5Nq  
gFgcxe6  
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。 ; S{ZC5  
hkL w&;WJr  
扩展阅读 w`"W3(  
<,#rtVO$  
扩展阅读 F}\[eFf[  
 开始视频 Wa@6VY  
-     光路图介绍 *E$H;wKs8  
 该应用示例相关文件: 6pS Rum  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 x%ZiE5#  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
yFa&GxSq  
baA HP "  
"P9wT)J_  
QQ:2987619807  z, :+Oc  
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