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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) `4.sy +2  
应用示例简述 ZQ9oZHUm  
1. 系统细节 fG2&/42J  
 光源 GR ?u?-  
— 高斯激光束 W)!{U(X  
 组件 %s2"W~  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 /=m9s  
— 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 tOg 8L2  
 探测器 k!/ _/^{  
— 视觉感知的仿真 46Q; F  
— 高帽,转换效率,信噪比 V$<G)dwUG5  
 建模/设计 S"^KJUUc  
— 场追迹: ]KK ZbEO  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 :aq>  
GoSWH2N  
2. 系统说明 fuD1U}c  
LAY)">*49H  
]Ec[")"kT  
StZRc\k  
3. 建模&设计结果 j]B $(pt  
>?9 WeXG  
不同真实傅里叶透镜的结果: W B*`zCM  
8gtCY~m  
"56?/ jF  
Cre0e$ a  
4. 总结 K-EI?6`xM  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 HCjn9  
an=+6lIl  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 UI<PNQvo9  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 '^ e/F)0  
[ lzy &To  
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。 sK 1m9  
&&9c&xgzE  
应用示例详细内容 "dK|]w8  
P"=UI$HN  
系统参数 *2Vp4  
?]\W8)  
1. 该应用实例的内容 cUZ!;*  
T]nR=uK6LL  
`F2*o47|t  
f1Yv hvWL  
SfZ=%6b7  
2. 仿真任务 Jl> at  
YZBzv2'\x  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 Xrj(,|  
{FJX  
3. 参数:准直输入光源  bL'#  
Y-%l7GErhL  
?b@q5Y  
wI@zPVY_i  
4. 参数:SLM透射函数 qXU:A-IdIl  
?K4.L?D#J  
?79SPp)oo  
5. 由理想系统到实际系统 {V%%^Zhwy  
8L7Y A)u  
EFRZ% Y  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 0r0\b*r  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 4aalhy<j  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 vNC$f(cQ  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 wsf Hd<Z_  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 V`g\ja*Y  
#}/cM2m  
Q$?7)yyu+  
uG=t?C6  
_Sly7_  
应用示例详细内容 o\@ A2r3  
%Ye)8+-  
仿真&结果 *`+<x  
~{7zm"jN  
1. VirtualLab中SLM的仿真 B?$01?9V  
A*\o c  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 `P^u:  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Uh3wj|0  
 为优化计算加入一个旋转平面 j}rgO z.  
Q? <-`7  
lBlSNDs  
u[V4OU}%  
2. 参数:双凸球面透镜 3{Na ZIk  
9{)Z5%Kz  
+,&m7L  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 V17>j0Ev$W  
 由于对称形状,前后焦距一致。 Vqa5RVnI  
 参数是对应波长532nm。 :LZ-da"QR  
 透镜材料N-BK7。 iUeV5cB  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 WZ^{zFoZ  
}mKGuCoH>  
U8-Q'1IT&  
G0I~&?nDa  
qhV,u;\.  
n9]IBIthe  
3. 结果:双凸球面透镜 J 6(~>g  
hH <6E  
DAjG *K{  
 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。 qpb/g6g  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 vnz[w=U  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 .abyYVrN4?  
"%{,T  
Mam8\  
p+orBw3  
^y&q5p jj  
4. 参数:优化球面透镜 \@Ee9C 13  
+<pVf%u5  
gW%pM{PW  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 TA Ftcs:  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 jMN)?6$=  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 &?SX4c~?u  
 透镜材料同样为N-BK7。 KKLR'w,A>  
c:=7lI  
P7's8KOoS  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 &}vR(y*#c  
Z7JKaP9{:  
f'1(y\_fb  
7#~4{rjg  
5. 结果:优化的球面透镜 A5sf  
rpUy$qrRc  
6D/uo$1Y  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 <KKDu$W|T  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Wt>J`  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 j'3j}G%\T  
yt. f!"  
j*tk(o}qG  
5,S,\O9>X  
6. 参数:非球面透镜 j3 6,w[Y:  
cb +l"FI7  
>eQbipn  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 t2"@Ps&1|  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 EbCIIMbe"  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 -M6L.gi)oJ  
wAw42{M  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ;xfO16fNk  
zm3-C%:Bw  
34z_+  
OFL|RLiD  
uaiz*Im  
7. 结果:非球面透镜 NeHx2m+  
2R~6<W+&:>  
:-)GNf yGz  
 生成期望的高帽光束形状。 RoX &+~  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 (/&;jV2DD[  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 im8 -7Xt  
y`4{!CEyLW  
_l<mu?"  
0mTEim  
rOW;yJ[  
8. 总结 }g>kpa0c  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 {-HDkG' 8  
O16r!6=-n  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 hd5$yU5JQ  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Dzr e'  
t)} \9^Uo  
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。 rIVvO  
q]TqI' o  
扩展阅读 cJ. 7Mt  
\ZMP_UU(  
扩展阅读 UgC)7 K1  
 开始视频 oE1M/*myS  
-     光路图介绍 ll%G!VR  
 该应用示例相关文件: &iNS?1a%f=  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 je,c7ZFO  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
?W!ry7gXO  
!4t`Hv?'  
\]8VwsP  
QQ:2987619807 'd/*BjNp)  
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