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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) eZm,K'/!  
应用示例简述 1^zpO~@ S  
1. 系统细节 Tn qspS2;R  
 光源 m. G}# /  
— 高斯激光束 (W| Eg  
 组件 T0ebW w  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ^U.8grA  
— 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 : YU_ \EV  
 探测器 C0X_t  
— 视觉感知的仿真 :.IVf Zw  
— 高帽,转换效率,信噪比 >c>f6  
 建模/设计 Ii /#cdgF  
— 场追迹: ~g+?]Lk}  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 N4Z%8:"pj  
&JM|u ww?1  
2. 系统说明 K_4}N%P/))  
hSq3LoHV  
'8v^.gZ  
$e7dE$eH  
3. 建模&设计结果 u+GtH;<;  
X9#;quco@  
不同真实傅里叶透镜的结果: JZP>`c21y]  
H\7Qf8s|{  
8M;VX3X  
HgP9evz,0  
4. 总结 :;S]jNy}j)  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 {(i>$RG_  
t/\J  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 C{<qc,!4  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {i)k#`  
SNB >  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 A=/|f$s+  
'Jww}^h1  
应用示例详细内容 #y"E hwF  
:[oFe/1K!4  
系统参数 wIIxs_2Q0c  
n5X0Gi9  
1. 该应用实例的内容 0!YB.=\{_q  
pt&(c[  
-ckk2D?  
,c#=qb8""  
w:P$ S  
2. 仿真任务 }U K<tUO  
2XubM+6  
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。 ^b=9{.5  
1H{M0e  
3. 参数:准直输入光源 /(Se:jH$>  
gf()NfUvRH  
^T83E}  
y| *X  
4. 参数:SLM透射函数 !N--  
c0.i  
mrR~[533j  
5. 由理想系统到实际系统 TQyi -Dc  
]p/f@j?LU  
g/&`NlD  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ZtPq */'  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。  -z9-f\  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 XS5*=hv:  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 kGsd3t!'  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 F3$@6J8<[z  
:uE:mY%R  
@0cQ4}  
Zi5d"V[}T  
O`_!G`E  
应用示例详细内容 ]03+8 #J  
^sR]w]cz.  
仿真&结果 &L[oQni];2  
XLe8]y=  
1. VirtualLab中SLM的仿真 6KuB<od  
#jAlmxN  
 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)。 x9Veg4Z7  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 1oq5|2p  
 为优化计算加入一个旋转平面 R#OVJ(#  
}!=}g|z#|  
B]Vnu7  
|F _ Z  
2. 参数:双凸球面透镜 VPG+]> *  
UruD&=AMK  
%$K2$dq5  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 }}Gz3>?24=  
 由于对称形状,前后焦距一致。 nA:\G":\y  
 参数是对应波长532nm。  AnK-\4  
 透镜材料N-BK7。 !;'#f xW[  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 "iFA&$\  
$^|I?5xD  
y{CyjYpz^  
R%)ZhG*  
~^#F5w"  
Q>qx? g  
3. 结果:双凸球面透镜 T~B'- >O  
VJ1(|v{D4[  
KLqn`m`O;  
 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。 ATq)8Rm\  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 L'XX++2  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 *~b3FLzq  
7O6VnKl  
~ KNdV  
So &c\Ff  
q:A{@kFq_  
4. 参数:优化球面透镜 &w@~@]  
Xq"@Z  
V_Owi5h  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 \wW'Hk=  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Y@WCp  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 moO=TGG;F  
 透镜材料同样为N-BK7。 # 3{g6[Y  
q^nSYp#  
UO%Vu C5B  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 xsjJ8>G  
1]eh0H  
vwZd@%BO  
hVQ TW[  
5. 结果:优化的球面透镜 -]=-IiC#  
a|B^%  
('1k%`R%  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 - zaqL\  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 2I!STP{!l  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 /+pPcK  
wFr}]<=Mi  
HA}pr6Z  
q7id?F}3&  
6. 参数:非球面透镜 "]BefvE  
" bHeNWZ  
w3j51v` 0'  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 *ml&}9  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 .:eNL]2%:  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 "zJGYBen  
[E_+fT  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 H]:z:AAvX  
'8g/^Y@  
JM8 s]&  
rV LUT  
oYWcX9R  
7. 结果:非球面透镜 %\=oy=f  
@uc N|r}=R  
|.D_[QI  
 生成期望的高帽光束形状。 t >89( k  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Up|\&2_  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。  *,9.Bx*  
,z}wR::%  
Ck,.4@\tK  
\R& 4Nu2F  
W68d"J%>_  
8. 总结 q9n0bw^N  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 9g" 1WZ!  
nU"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。 :j/PtNT@  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 J90q\_dY.  
Zp|LCE"  
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。 v2<roG6.V  
/*GRE#7S  
扩展阅读 )=\W sQ  
:=#*[H  
扩展阅读 #&\hgsw/T  
 开始视频 p9<OXeY   
-     光路图介绍 X-di^%<  
 该应用示例相关文件: ;S+c<MSl  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 zE V J  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
4%WV)lt  
K[LTw_oE  
t/cj z/]  
QQ:2987619807 ~Z5?\a2Ld  
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