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2021-08-02 10:24 |
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) 9j:?s;B 应用示例简述 g?^o++ 1. 系统细节 +X
cB 5S> 光源 pL.r
9T. — 高斯激光束 Z\(+awv 组件 hP`3Ao — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Z)62/`C) — 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
,Ztj 探测器 lsY5QE:Qrp — 视觉感知的仿真 %Ni)^ — 高帽,转换效率,信噪比 ]#j]yGV 建模/设计 j@ UIN3 — 场追迹: < I8hy$+6 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Xy_+L_h^ NLoJmOi;L7 2. 系统说明 Eae]s8ek9 mJ#u] tiL
@,i:fY L:XnW1(Or 3. 建模&设计结果 35B0L.R h[ba$S,T 不同真实傅里叶透镜的结果: &=<x&4H+ (t>BO`,
SEIGs_^'\ Iy8Ehwejd 4. 总结 h.sH:]Z 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 #)GL%{Oa *S:^3{.m= 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 lyF~E 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 #J)sz,)( hG
uRV|` 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。 la</IpC &]ts*qCEL 应用示例详细内容 c,!Ijn\;( l<(MC R* 系统参数 ] 8+! x`WP*a7Fk] 1. 该应用实例的内容 }_@*, `rbTB3? ?E^~z- M//q7SHh kHo0I8
2. 仿真任务 :+bQPzL ht(RX 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。 g"`BNI]Qp (5cc{zKtR 3. 参数:准直输入光源 Rd&2mL i!*w'[G->Y
g`d5OHvOo !)?n n3 4. 参数:SLM透射函数 =XzrmPu 4fT,/[k?
b" 1a7 5. 由理想系统到实际系统 (]w_}E]N iyB02\d "n^h'// mn 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 po4seW! 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 M56^p, 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 r?nvJHP 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 sG=D(n1 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 -Ds}kdxw
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V:fz ?T3zA2 应用示例详细内容 b^~ keQ ^
|z|kc 仿真&结果 EcxPbRg aHNR0L3$}{ 1. VirtualLab中SLM的仿真 tSaLR90Y6 UOJx-o!c? 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ",!#7h 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 v8Vw.Ce`f 为优化计算加入一个旋转平面 x_pS(O(C 'W(+rTFf! DzydS=`w
EiQX*v 2. 参数:双凸球面透镜 0x7F~%%2 n+QUT )e(Rf!P{ 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 sD H^l)4h 由于对称形状,前后焦距一致。 w#vSZbh 参数是对应波长532nm。 m\o<a| 透镜材料N-BK7。 0{^@kxV 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 DDxbIkt #?\$*@O
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,V1/(|[h i8iv{e2 3. 结果:双凸球面透镜 %sxLxx_x! sU! h^N$ q,`"Z)97 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。 "O{j}QwY 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Q&+Jeji 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 pRWEBd1U XtY!fo*
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YXz*B5R 4. 参数:优化球面透镜 %J(y2 } Le;;Yd}f 5&?[Vt 然后,使用一个优化后的球面透镜。 Z6s-n$dSm 通过优化曲率半径获得最小波像差。 .c__<I<G<
优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 !"1}zeve 透镜材料同样为N-BK7。 I@Cq<:+(3 ~tK4C | _gU:!:} 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 i7$4i| v:\8
DJ_[{WAV Yc~(Wue 5. 结果:优化的球面透镜 %Ms"LoK PLD&/SgP* be?>C
5 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 mzw`{Oy>L 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 kN7JZ12 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 {
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di.yh3N$ a8 X}r. 6. 参数:非球面透镜 d}D%%noIu MoAie|MKe
NOY`1i 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 TF]bmM})0 非球面透镜材料同样为N-BK7。 y;Ez|MS
该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ~6{iQZa1Y U
?iw 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 rA+UftC:p6 s!k7Wwj x,wXR=H
5(wmy-x\ x[?N[>uw 7. 结果:非球面透镜 &f=O`*I'+! 7gWT[ Vz.G!*>Dg 生成期望的高帽光束形状。 ML _$/ 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 /esdtH$= 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 k8KRVXgx T`?7z+2A
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}Um 5)5$h]Nz> 8. 总结 BiY-u/bH9a 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 [}Q_T.4)E D\:dn 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 jz,K> 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 y+\kZIqX Fqt,VED 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;@.eC,T/ ZLjEH7 扩展阅读 v)p'0F#6A ,`Keqfx 扩展阅读 gmUXh;aHc 开始视频 7vo8lnQ{ - 光路图介绍 LC1WVK/ 该应用示例相关文件: tJG+k)EE - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 |,bP`Z - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 pV8_i7\ [psZc'q d*YVk{s7V QQ:2987619807 vjL +fH<0:
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