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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) U)_x(B3d/  
应用示例简述 jjg[v""3|  
1. 系统细节 @KU^B_{i  
 光源 uh3<%9#\k  
— 高斯激光束 mHc5NkvQC  
 组件 -D wO*f  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 T{*!.+E  
— 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 [:l=>yJ{(  
 探测器 E~`<n]{G-C  
— 视觉感知的仿真 q]gF[&QZ  
— 高帽,转换效率,信噪比 7"Q;Yi2(  
 建模/设计  SB^xq  
— 场追迹: h:r:qk  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 E&\ 0+-Dw  
Q'Y7PG9m~  
2. 系统说明 "lKR~Qi  
[9~6, ;6  
d-B,)$zE  
DxG8`}+  
3. 建模&设计结果 ;sY n=r  
!InC8+be  
不同真实傅里叶透镜的结果: 8LGNV&Edg  
?Nl@K/  
\!4_m8?  
N[sJ5oF  
4. 总结 {0\9HI@  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ZY8:7Q@P>  
n fMU4(:  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 a7TvX{<d  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 WdTia o,r  
m 8P`n  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 Gg5+Ap D  
1oL3y;>iL  
应用示例详细内容 fD2 )/5j1  
N$P\$  
系统参数 F;Bq[V)R  
&LHS<Nv^:  
1. 该应用实例的内容 mh,a}bX{  
x\K,@  
[(Ihue  
<!derr-K  
G@o\D-$  
2. 仿真任务 ]eo%eaA   
W]M Fq5.  
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。 r|Q/:UV?w  
nc.:Wm6Mj  
3. 参数:准直输入光源 {z |+ .D  
iB5'mb*  
Gw+pjSJL`  
r)[Xzn   
4. 参数:SLM透射函数 Er<!8;{?  
1i;#cIG  
a[NR%Xq  
5. 由理想系统到实际系统 #:tC^7qk  
&|fWtl;43  
P$6 Pe>3  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 j-7aJj%  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 QQ./!   
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 MCl-er"]D  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 xtzkgb,0[  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 9~4@AGL  
|F&02 f!]@  
) RNB;K~s9  
&M6Zsmo  
G@scz!Nt  
应用示例详细内容 \/R $p  
H}g p`YW:4  
仿真&结果 D|IS@gWa  
Q 6dqFnz  
1. VirtualLab中SLM的仿真 /?u]Fj  
Qn)AS1pL+  
 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)。 N,4hh?  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 $ U-#woXa  
 为优化计算加入一个旋转平面 W;|%)D)y  
5.QY{ +k  
K<M WiB&  
{pC$jd>T  
2. 参数:双凸球面透镜 @]dv   
ZNJ<@K-  
Z=(Tq1t  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ,91n  
 由于对称形状,前后焦距一致。 ]E#W[6'VtB  
 参数是对应波长532nm。 t)4] 2z)$  
 透镜材料N-BK7。 D_ XOYzN}  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 2W }j bOy  
Em(Okr,0  
FA{(gib@9  
;Swy5z0=ro  
-x-EU#.G  
+g_m|LF  
3. 结果:双凸球面透镜 ^ LVKXr  
D7g B%  
|v_ttJ;+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。 r`Dm;@JU  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ,@\z{}~v  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 }H|'W[Q.  
g-4ab|F  
&FWz7O>1  
<TgVU.*  
W#\{[o  
4. 参数:优化球面透镜 9K-,#a  
"G@(Cb*+T  
bZpx61h|  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 0bteI*L  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 WAJ KP"  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 d=dHY(ms]  
 透镜材料同样为N-BK7。 :"cKxd  
c[Z#q*Q  
ijKQ`}JA  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *0'< DnGW  
K9 +\Z  
hx ^l  
L.8`5<ITw  
5. 结果:优化的球面透镜 X6xs@tgQ  
[}dPn61  
-B#K}xL|x  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 }:(;mW8 D  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 J+}z*/)|#  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 X$_pDF&\z  
\{v-Xe&d^  
=]1cVnPI  
XW~a4If  
6. 参数:非球面透镜 Y7;=\/SV  
x<PJ5G L  
yT[=!M  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 plpb4> S  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 t:b}Mo0  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ^fmuBe}d{  
eKf5orN  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 w+a5/i@  
ElKMd  
p3e=~{v*  
T8d=@8g,%  
tJmy}.t1  
7. 结果:非球面透镜 }z qo<o  
"Y@q?ey[1  
00@F?|-j  
 生成期望的高帽光束形状。 |(CgX6 l3  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 V Ds0+RC  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 .o]9 HbIk5  
3#y`6e=5  
E<7$!P=z`  
u"m TS&  
Z[>fFg~N4  
8. 总结 _&S;*?K.  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 { SDnVV  
VP<LY/'f  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 pCC^Hxa  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 b_7LSp  
G ]uz$V6!  
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。 n)\(\V7  
HZ1nuA  
扩展阅读 ,<Wt8'e  
|~&cTDd  
扩展阅读 .{|SKhXk  
 开始视频 %(]B1Zg6,  
-     光路图介绍 ?FwHqyFVlQ  
 该应用示例相关文件: `g4N]<@z  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Ya(3Z_f+VZ  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
yPg0 :o-  
.gt;:8fw{  
h<8c{RuoZC  
QQ:2987619807 C ](djkA$  
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