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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) #r\uh\Cy  
应用示例简述 K$4Ky&89  
1. 系统细节 sS._N@f  
 光源 >">-4L17m  
— 高斯激光束 o.,hCg)X  
 组件 , vWcWT  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ~sOAm  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 [|vd r.  
 探测器 V[~/sc )  
— 视觉感知的仿真 k3&Wv  
— 高帽,转换效率,信噪比 C[75 !F   
 建模/设计 3oh(d. Z  
— 场追迹: >6c{CYuT  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 !(/dbHB  
+BESO  
2. 系统说明 _o;alt  
KyjN'F$  
-{HA+YL H  
_T1|_9b  
3. 建模&设计结果 7a2 uNt,X  
% _N-:.S  
不同真实傅里叶透镜的结果: `On%1%k8  
]`LMy t0  
H d :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.}  
D KR2b`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$:fIW  
3. 参数:准直输入光源 voiWf?X  
,XU<2jv]  
a0~LZQ?  
FG/1!8F  
4. 参数:SLM透射函数 )1N~-VuT  
PY[nnoF"|  
f["c,,[  
5. 由理想系统到实际系统 <v%Q|r  
@cukoLAn  
"\3C)Nz?  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 `p#tx.o  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ;0FfP  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 *mby fu0q  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ew?4;  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 yvv]iRk<  
shKTj5s?  
^VOFkUp)  
=bgWUu\F  
GCZx-zD~>  
应用示例详细内容 Ir#]p9:x  
t^ Ge "  
仿真&结果 Y7BmW+  
7H.3.j(L  
1. VirtualLab中SLM的仿真 c^3,e/H  
0fu*}v"  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 AT%6K.  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 x n?$@  
 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'  
#/_{(P  
> a;iX.K  
 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 (`B  
O uNPDq%  
?Z2`8]-E  
9 ,:#Q<UM  
@R%* ;)*F  
4. 参数:优化球面透镜 URceq2_  
w? >f:2(=[  
/poGhB 1k  
 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|4vEi  
 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{ rMl  
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(  
:h5G|^  
+}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*  
6LBdTnzUd  
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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