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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) 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 [uLs M<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 ?6X  
~~ 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>EF~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.xE W@  
>[,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//  
-6HwG fU  
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  
f +{=##'0  
 D}98ZKi  
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@. g%  
3' i6<  
 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$wSo  
4 XjwU`  
= :gKh  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Rql/@j`JX  
 由于对称形状,前后焦距一致。 t0m;tb bg  
 参数是对应波长532nm。 ca g5w~Px  
 透镜材料N-BK7。 ("2X8(3z  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ez ,.-@O  
&<V U}c^!  
0K%okq|n  
]y_ :+SHc  
.~f )4'T 9  
'x*C#mt  
3. 结果:双凸球面透镜 JU?;Kq9R  
Qr$'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  
$${I[2 R)  
I3Vu/&8f|  
_ $F=A  
6. 参数:非球面透镜 5#.m'a)  
vi##E0,N'^  
+e{ui +  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 9JA@m  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 5iA>Z!sP[  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 T!c|O3m  
rfwJLl/  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 7Eyi~jes  
k{qxsNM  
(<Cq_K w  
d5'Q 1"{  
Y$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`  
RL` E}:V  
h@ 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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