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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) Bf:tal6 -M 应用示例简述 n!ZP?]FR 1. 系统细节 ,+/9K)X 光源 ]LBvYjMY — 高斯激光束 *$Lz2 ] 组件 |3,yq^2 — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ,t%CK!8 — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 Vv]$\`d# 探测器 WiNr866nB — 视觉感知的仿真 2rO)qjiH — 高帽,转换效率,信噪比 J7ktfyQ0W 建模/设计 ,.oa,sku — 场追迹: jj3Pf>D+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。 Y$x"4=~ y
Tw',N{ 2. 系统说明 6mBDd>`0 I[=Wmxa?r
AGEZ8(h +2EHmuJ; 3. 建模&设计结果 'je8k7`VA $!F&>=o 不同真实傅里叶透镜的结果: Kunle~Ro 13.{Y)
CO:*x,6au JN&MyA" 4. 总结 8B *E+f0 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 K}PvrcO1 3s?v(1 {) 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。
8>Du 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Bw3F7W~l h-r6PY=i 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。 'f-
8Wdkztp/S 应用示例详细内容 $/[Gys3" _\,rX\ 系统参数 ;48P vw>g} :3a&Pb*PL 1. 该应用实例的内容 ;'=VrE6 VLh%XoQx[ r7Nu>[r5 S}.\v< MV0<^/p| 2. 仿真任务 /rIm7FW) Zk]k1]u*5 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 *>e~_{F jOBY&W0r 3. 参数:准直输入光源 <\, &:< rD0k%-{{
M4TrnZ1D} PM~bM3Ei 4. 参数:SLM透射函数 e>
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Bu 5. 由理想系统到实际系统 z@!^ow)`J `GvA241 x8 f6, 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 3AvVU]@&Z@ 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 4-y6MH 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 QjQ4Z'.r > 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 + jp|Y?6Z 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 g9DG=\*A
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GS}0;x ob0~VEH- 应用示例详细内容 n<{aPLQ 8]My
k> 仿真&结果 -&trk 4$%`Qh>yA 1. VirtualLab中SLM的仿真 ewo*7j4* %v]7BV^%6 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)。 :tKbz
nd/ 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 hgj CXl 为优化计算加入一个旋转平面 \C|;F /ca(a\@R PT mf Y.E?;iS 2. 参数:双凸球面透镜 5+`=t07^et gk"mr_03 (Ar?QwP9> 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 PM@XtL7J 由于对称形状,前后焦距一致。 !{IC[g n 参数是对应波长532nm。 /[0F6 透镜材料N-BK7。 ?hKm&B;d 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。
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/Y&\< ^ b@!dS 3. 结果:双凸球面透镜 .Nc_n5D6 s){Q&E~X H;qJH1EdD 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。 TNx _Rc} 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 g+.0c=G( 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ~fBex_.o* L4~
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^ZR8s^X 4. 参数:优化球面透镜 rmoJ
=.' 3i6h"Wu`n =m~ruZ/ 然后,使用一个优化后的球面透镜。 ikr7DBLt 通过优化曲率半径获得最小波像差。 au}s=ua~i 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 mzu<C)9d, 透镜材料同样为N-BK7。 (oF-O{ mdaYYD=c% `T=1<Tw c 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 B.}cB'| M"B@M5KT
ER_ 3' S4)A6z$ 5. 结果:优化的球面透镜 I
:@|^PYw :Z[(A"dA $5x]%1R 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 w?_`/oqd| 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 };^}2Xo+ 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 W]zwghxH
4j^bpfb,
lr0M<5d=p O~atNrHD 6. 参数:非球面透镜 7x(v? W1hX?!xp! z<i,D08|d 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 6(>WGR 非球面透镜材料同样为N-BK7。 QypZH"Np 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 /eb-'m y`6\L$c 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9ZhDZ~)p, =6fB*bNk] c`ftd>]
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-2"I I )5<DZB9 7. 结果:非球面透镜 ]=|P<F nSHNis %W&1`^Jl 生成期望的高帽光束形状。 AJdp6@O+ 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 me:iQ.g 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 V,vc_d?,_o 4dD2{M
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s*.3ZS5 83Uw 8. 总结 FllX za) 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 2eHx"Ha `H"vR:~{ 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 p_r4^p\ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 /S[?{Q A ~5T$8^K 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 &//2eL Sk$KqHX( 扩展阅读 (2tH"I \FXp*FbQ 扩展阅读 {:$NfW 开始视频 '-.wFB; - 光路图介绍 Qh8C,"a 该应用示例相关文件: R(`]n!V2 - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 iu|v9+ - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 W "k|K: 4kh8W~i;/ fK"iF@=Z` QQ:2987619807 FB_NkXR
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