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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) #r\uh\Cy 应用示例简述 K$4Ky&89
1. 系统细节 sS._N@f 光源 >">-4L17m — 高斯激光束 o.,hCg)X 组件 , vWcWT — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ~sOAm — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 [|vdr. 探测器 V[~/sc ) — 视觉感知的仿真 k3&Wv — 高帽,转换效率,信噪比 C[75!F 建模/设计 3o h(d.Z — 场追迹: >6c{CYuT 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 !( /dbHB +BESO 2. 系统说明 _o;alt KyjN' F$
-{HA+ YL H _T1|_9b 3. 建模&设计结果 7a2uNt,X %
_ N-:.S 不同真实傅里叶透镜的结果: `On%1%k8 ]`LMyt0
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:2 kEi!q 4. 总结 q%nWBmPZ~y 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 LBTf}T\ 6:H@=fEv 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 o<Q~pd#Ip, 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 lwSA!W yTv#T(of 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。 ^]K_k7`I yN9/'c~ 应用示例详细内容 alyWp }5EvBEv-) 系统参数 s~3"*,3@ QN":Qk(,q 1. 该应用实例的内容 !Eu}ro.} DKR2b`J Q/I/>6M7UZ D/v?nW ta%yQd7 2. 仿真任务 cJMp`DQzc ;tlvf?0! 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。 05Ak[OOU> w=,bF$:fIW 3. 参数:准直输入光源 voiWf?X ,XU<2jv]
a0~LZQ? FG/1!8F 4. 参数:SLM透射函数 )1N~-VuT PY[nnoF"|
f["c,,[ 5. 由理想系统到实际系统 <v%Q|r @cukoLAn "\3C)Nz? 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 `p#tx.o 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ;0FfP 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 *mby fu0q 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 e w?4; 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 yvv]iRk<
shKTj5s? ^VOFkUp)
=bgWUu\F GCZx-zD~> 应用示例详细内容 Ir#]p9:x t^
Ge " 仿真&结果 Y7BmW+ 7H.3.j(L 1. VirtualLab中SLM的仿真 c^3,e/H 0fu*}v" 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 AT%6K. 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 x n?$@ 为优化计算加入一个旋转平面 /*P) C'_M 5:|9pe) Y O&@ 9k/L m 2. 参数:双凸球面透镜 KrdEB0qh :er(YWF: ncrg`<'/, 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 /g$G
G9 由于对称形状,前后焦距一致。 H-\Ym}BGu 参数是对应波长532nm。 PzOnS 透镜材料N-BK7。 >$,P )cB' 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 1_WP\@O SSxp!E'
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LAkBf #N"m[$;QR 3. 结果:双凸球面透镜 JR8|!Of@B X$e*s\4 ,p{naT%R 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。 ]~2iducB, 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 EQN)y27poW 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Qk? WX
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?Z2`8]-E 9 ,:#Q<UM
@R%*; )*F 4. 参数:优化球面透镜 URceq2_ w?>f:2(=[ /poGhB1k 然后,使用一个优化后的球面透镜。 >$7x]f 通过优化曲率半径获得最小波像差。 XLC9B3Jt 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 @Ddz|4 vEi 透镜材料同样为N-BK7。 SIapY%)h "\i H/ ( +Sv3h 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 QEg[ ynv{
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A|GtF3:G b{qN7X~> 5. 结果:优化的球面透镜 $TfB72 10fxK ^R=`<jx 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。
HdN5zl,q 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 .<zKBv 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ULqI]k(
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+}O -WX? ulxfxfd 6. 参数:非球面透镜 M^[;{p2uZ OKAU*}_
&nDXn| 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 o`QNZN7/} 非球面透镜材料同样为N-BK7。 s>m2qSu 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Ly&+m+Gwu kV+^1@" 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 dpTsTU!\ H.\`(`6 @Wc5r#
n1J u=C :~ pGHl 7. 结果:非球面透镜 M2Jf-2 ZA+dtEE=f9 Xd=KBB[r? 生成期望的高帽光束形状。 0K[]UU=P= 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 *mzi ?3 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 /kY9z~l (oi:lC@h*
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4d`YZNvZW/ }9+;-*m/ 8. 总结 N$6e KJ] 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 9a=Ll]=\ gom!dB0J 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 QQBh)5F 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 >x{("``D0y 0n{.96r0R 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。 +b(};(wL Fp/{L 扩展阅读 1Z)Et, $DoR@2~y 扩展阅读 1Ng+mT 开始视频 rZKfb}ANQ - 光路图介绍 %"0, o$ 该应用示例相关文件: 7q+D}+ Xf - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 !?nbB2, - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 {4D`VfX_ zY*9M3(X _ocCt XI9 QQ:2987619807 Kcm+%p^
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