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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) n:Dr< q .  
应用示例简述 APU~y5vG (  
1. 系统细节 (: mF+%(  
 光源 "tj]mij2)G  
— 高斯激光束 q\~D:z$+CO  
 组件 -&QpQ7q1  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 7'@~TM  
— 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 Ac/LNqIs  
 探测器 nzU0=w}V  
— 视觉感知的仿真 Cio (Ptt:  
— 高帽,转换效率,信噪比 ~Q=^YZgn8  
 建模/设计 ESe$6)P  
— 场追迹: fOk(ivYy  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 4*UKR!sr  
;3Q3!+%j  
2. 系统说明 *4l6+#W  
=CaSd|   
SWNT}{x]  
|]?7r?=J9v  
3. 建模&设计结果 msw=x0{n5  
nNRc@9Lt  
不同真实傅里叶透镜的结果: kQrby\F(<  
/ 6DW+!  
I3Ad+]v  
xJFxrG'c  
4. 总结 'tVe#oI  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 t<+gyAW  
% "ZC9uq?  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 jYW-}2L  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 >~T2MlRux  
IN"6 =2:  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 rwAycW7  
\K:?#07Wj4  
应用示例详细内容 `QT9W-0e^  
AQ,%5MeqJ  
系统参数 @EH@_EwYV  
{%X[Snv  
1. 该应用实例的内容 u/5)Yx+5_  
PxJvE*6^H  
XZ|\|(6Cc  
>W'"xK|:  
,go$ 6  
2. 仿真任务 _No<fz8  
,){WK|_  
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。 g<i>252>  
s18A  
3. 参数:准直输入光源 1xsB@D  
!:1BuiL  
/tqe:*  
qvRs1yr?q  
4. 参数:SLM透射函数 4n2*2 yTg  
lq)[  
l D]?9K29  
5. 由理想系统到实际系统 ;oRgg'k<  
>+*lG>!z  
-4S4I  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 8|rlP  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 D*)"?L G  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 ,f[Oy:fr  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 p[D,.0SuC  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 QH6_nZY  
<&}N[  
oh >0}Gc8  
r5uX?^mJ0  
+< c(;Ucl?  
应用示例详细内容 e]smnf  
3 n1 > +8  
仿真&结果 s%)>O{{)  
[S[@ Q[zP@  
1. VirtualLab中SLM的仿真 eo4v[V&  
'tq4-11xB  
 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)。 6$p6dmV|  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 us^J! s7  
 为优化计算加入一个旋转平面 4% 2MY\  
_MUSXB'  
Br"K{g?  
Bet?]4\_  
2. 参数:双凸球面透镜 _(:bGI'.m  
J|dj`Z ?  
);V.le}%(  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Yf x'7gj  
 由于对称形状,前后焦距一致。 Ert` ]s~  
 参数是对应波长532nm。 P64< O 5l/  
 透镜材料N-BK7。 o1u?H4z  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 &+8cI^ kp  
DX8pd5 U  
);ZxKGjc4  
6ieP` bct  
,+E"s3NW  
7.C~ OrGR  
3. 结果:双凸球面透镜 6zW3!_tz  
a &tl@y1  
-Sj|Y }  
 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。 v,,Dz8!Ty  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 RL1cx|  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 %x|0<@b7-  
[xg& `x9,.  
:<`po4/  
$oH?7sj  
X?q,m4+  
4. 参数:优化球面透镜 ?-9It|R  
SFa~j)9'n  
C(5B/W6  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 w:o,mzuXK  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 2<Q3-|/i  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 M\dZxhQ-l  
 透镜材料同样为N-BK7。 ffS]%qa  
^Euqy,8}  
+`Ypc  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 MbjMO"}  
:<>=,`vQD  
y4 ~;H{!  
S(h+,+289  
5. 结果:优化的球面透镜 I]Jz[{~1  
44(l1xEN+  
':_1z5  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ayoqitXD?  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 /|2 hW`G  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 o-%DL*^5  
tJ!s/|u(  
@F0+t;  
AF-uTf  
6. 参数:非球面透镜 xdd;!HK,  
*S=zJyAO  
l<=Y.P_2  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 \t\ZyPxn  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 .@(9v.:_u  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 7>>6c7e  
0*}%v:uN9  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *&lNzz5&  
LHJjPf)F  
[agp06 $D?  
CP!>V:w%9!  
o&b1-=MC2  
7. 结果:非球面透镜 yUzpl[*e^o  
2[R{IV8e  
U k*HRudt  
 生成期望的高帽光束形状。 ?oO<PR}y  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 \<K@t=/ 6  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 l2LUcI$ x  
(r+#}z}  
?go+oS^  
KM ;'MlO  
[exIK  
8. 总结 _.y0 QkwV  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 OfSHZ;,  
8Qt'Y9|  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 k9pOY]_Y  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 46cd5SLK  
4PzCm 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。 V)8d1S  
R<jt$--H  
扩展阅读 u!VAAX  
o|?bvFC  
扩展阅读 #- hYjE5  
 开始视频 b7_uT`<  
-     光路图介绍 -1 Ok_h"  
 该应用示例相关文件: 9OnH3  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 5s'oVO*hW  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
39(]UO6^;  
SuU_psF  
%@jL? u  
QQ:2987619807 D L0i  
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