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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) j<k6z 应用示例简述 ,wXmJ)/WZ 1. 系统细节 o]<9wc:FZ
光源 G$%F`R[ — 高斯激光束 'tvuw\hhL 组件 %OHZOs — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 z|X6\8f — 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 OZnKJ< 探测器 [uLsM<C — 视觉感知的仿真 q=V'pML — 高帽,转换效率,信噪比 f-71`Pyb 建模/设计 l`i97P?/W — 场追迹: ~!!|#A)W 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 _B&Lyg!J ]JV'z< 2. 系统说明 $(Mz@#% :dAd5v2f
"=T&SY K +3=gBU*w 3. 建模&设计结果 8W?dWj l
$"hhI8 不同真实傅里叶透镜的结果: _#s,$K# |K06H
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~~ rR< re \6JOBR 4. 总结 y!.jpF'uI 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 m<#12#D AyOibnoZ2E 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 vIbM@Y4
'? 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Vm>E F~ r jWv'`c 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。 5UO+c(T }Mt1C~{( 应用示例详细内容 NX.xEW@ >[,eK= 系统参数 bAGKi. z+yIP ?s}( 1. 该应用实例的内容 .
yg# (Y@T5-!D Xa?O)Bq. h%Nd89// -6HwGfU 2. 仿真任务 qul#)HI y~@zfJ5/^ 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。 '2H?c<Y3 ,_I
rE 3. 参数:准直输入光源 IrqM_OjC J-5>+E,nZ
_y_}/ ;*M@LP{*L 4. 参数:SLM透射函数 y]m:
{ MMs~f*
Y(.e e%;, 5. 由理想系统到实际系统 VTM* 1uXS> . : Wf>: :^v Q4/, 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 u ;-&r'J> 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 gM\>{ihM' 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 )Y7H@e\1 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 3k`Q]O=OU 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 a(~Y:v
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J**(7d i}sAF/ 应用示例详细内容 -AdDPWn ERpAV-Zf 仿真&结果 ,PTM'O@aU# %o0b~R 1. VirtualLab中SLM的仿真 w={q@.
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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)。 (Xh<F 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 +[!S[KE 为优化计算加入一个旋转平面 e0zP LU} &q-&%~E@ i/x |c!E XB7Aa) 2. 参数:双凸球面透镜 D_DwP$wSo 4XjwU` =:gKh 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Rql/@j`JX 由于对称形状,前后焦距一致。 t0m;tb bg 参数是对应波长532nm。 cag 5w~Px 透镜材料N-BK7。 ("2X8(3z 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ez,.-@O &<VU}c^!
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.~f )4'T 9 'x*C#mt 3. 结果:双凸球面透镜 JU?;Kq9R Qr$'Q7 2/&=:,"t,B 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。 ba|xf@=& 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 IA2VesHb 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 GY%9V5GB |g&V? lI
nR{<xD^ Nw*<e ]uD
.l1x~( 4. 参数:优化球面透镜 E>bkEm gk%nF |>;PV4])( 然后,使用一个优化后的球面透镜。 {r_HcI(h 通过优化曲率半径获得最小波像差。 @]l|-xGCWn 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 I%5vI} 透镜材料同样为N-BK7。 Y)sB]!hx tvI<Why\p ywwA,9~ 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 os/h~,= & FhJ%JK
sFpg 9\Jc7[b 5. 结果:优化的球面透镜 8^UF0>`' xt^1,V4Ei~ ?'> .> 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 !85bpQ. 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 MQoA\ 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 A6z,6v6
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I3Vu/&8f| _
$F=A 6. 参数:非球面透镜 5#.m'a) vi##E0,N'^ +e{ui + 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 9JA@m 非球面透镜材料同样为N-BK7。 5iA>Z!sP[ 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 T!c|O3m rfwJLl/
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 7Eyi~jes k{ qxsNM (<Cq_Kw
d5'Q1"{ Y$JVxly 7. 结果:非球面透镜 AU9C#;JD o/{`\4 s<YN*~ 生成期望的高帽光束形状。 |5~Oh`w 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 7KIekL 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 x=DxD&I!J n#X~"|U`
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lz "@G[:(BoB< 8. 总结 H:DR?'yW 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 x# 0?$}f< ^%f8JoB 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ]+I9{%zB%8 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 p"0#G&- 9k6s 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 Jqxd92 bI dj0%?g> 扩展阅读 Q:P)g#suc /9_%NR[
扩展阅读 X_78;T)uA 开始视频 IHEbT
- 光路图介绍 &PC6C<<f 该应用示例相关文件: sa.H,<; - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 :ts3_-cr - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 6_`Bo%
Qz@_"wm[ GN_L"|#)= QQ:2987619807 (2b${ Q@V
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