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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) x f:|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 78YDx? \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 :RX zqC 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|7tq 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 H$3:Ra+ S F^wm&:%{` 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 {@X)=.Zf 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~2 J!I^J ? C6tYd 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 p<(b^{EX >Cglhsb:N 应用示例详细内容 }}d,xI gCI{g.[I! 系统参数 KN\tRE ]6?6 k4@ 1. 该应用实例的内容 IKeO&]k C.VU"= - |#O>DdKHT lMb&F[KJ7 =zwn3L8 fL 2. 仿真任务 3c[TPD_: bR83N 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 AbOF/g)C lD1m<AC 3. 参数:准直输入光源 ks(BS k4 EpH\;25u
/baSAoh/e 2fMKS 4. 参数:SLM透射函数 r[KX"U- p']oy;t
*skmTioj& 5. 由理想系统到实际系统 0{.[#!CSk
o+FDkqEN bG!/%,s 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 iiTt{ab\Y 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Y/,Cy0! 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 v4X)R
"jJ 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 p2(Z(V7* 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ?%i~~hfH#N
/NFm6AA] Kr@6m80E5
uwWKsZ4:ij PI$K+}E 应用示例详细内容 }6 MoC0 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
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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
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z/fSstN 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'!aip k |}UA=? Xl ]_|'N7J QQ:2987619807 UBJYs{zz
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