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infotek 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) 1KGf @u%-1  
应用示例简述 zv0sz])  
1. 系统细节 @#hvQ6u  
 光源 dlCiqY: }  
— 高斯激光束 8#tuB8>  
 组件 jP_s(PQ  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 3.hFYA w  
— 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 9QB,%K_:4  
 探测器 oQ/T5cOj  
— 视觉感知的仿真 WFV'^-4  
— 高帽,转换效率,信噪比 rC!"<  
 建模/设计 v<g~ EjzCf  
— 场追迹: ,ayJgAD  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 dQ-shfTr]  
Ab/JCZNn  
2. 系统说明 7NWkN7:B  
vY|YqWt  
R) dP=W*  
 $RRX-  
3. 建模&设计结果 *c=vEQn-  
_>;MQ)Km~  
不同真实傅里叶透镜的结果: kSc~gJrne  
4ytdcb   
^VG].6  
B0)|sH  
4. 总结 ~8mz.ZdY  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 W^xO/xu1 /  
i/'bpGrQ(  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 TI l 'Z7  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 6)?u8K5%r  
NziCN*6  
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。 ];6955I!  
czu9a"M>X  
应用示例详细内容 NyRa.hgZ;  
z#PaQp5F  
系统参数 PWx%~U.8~j  
(BxmV1  
1. 该应用实例的内容 }v|_]   
Pp8G2|bz  
Q4LPi;{\  
o@.{|j  
u=W[ S)w  
2. 仿真任务 l=l$9H,  
=. \hCgq  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 b-#{O=B  
,<#Rk 'y$  
3. 参数:准直输入光源 ||wi4T P  
Nj2l>[L;  
=fnBE`Uc  
<dD!_S6@,  
4. 参数:SLM透射函数 r5nHYV&7  
-2[4 @  
6.KEe^[-  
5. 由理想系统到实际系统 ]ilLed  
1Hr1Ir<KR  
1|xe'w{  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 `Ji WS  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Udtz zka  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 'fb\t,  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 T!y 9v5  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 U_PH#e  
vWESu4W`L  
4XER 7c  
kw2yb   
m^qFaf)6  
应用示例详细内容 %} zkmEY.e  
.0xk},  
仿真&结果 .$}z</#!  
2/V%jS[4#y  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ?G',Qtz<K  
y3 N[F  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 H.;}%id  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 X,3\c:  
 为优化计算加入一个旋转平面 YzG?K0O%  
O9By5j 4  
wS9V@  
j;y(to-e>D  
2. 参数:双凸球面透镜 `3VI9GmQ  
\C>IVz<O  
Hqs-q4G$  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 F5cN F 5  
 由于对称形状,前后焦距一致。 !<~.>5UQ  
 参数是对应波长532nm。 >M{98NH  
 透镜材料N-BK7。 !x R9I0V5  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 `|AH3v1  
N]/cBGy  
gvWgw7z  
5&EBU l}  
Ekq(  
L7(FD v,?  
3. 结果:双凸球面透镜 8VQ!&^9!U#  
#>:S&R?2t  
1I69O6"  
 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。 &gS-.{w "  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 K{DmMi];I  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 <v'[Wl@hq  
}UGSE2^1  
t~K[`=G\ex  
viYrPhH+z  
*?1\S^7R  
4. 参数:优化球面透镜 T}Wbt=\M  
ZLKbF9lo  
IZ>l  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 VV$#<D<)  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 $X Uck[  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ju[y-am$/  
 透镜材料同样为N-BK7。 Q~wS2f`)  
DN=W2MEfc  
R|)l^~x  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 gS[B;+d  
;Qt/(/  
#U%HG TE0  
hVB(*WA^D  
5. 结果:优化的球面透镜 sDg1nKw(  
EMr|#}]#s  
q+8de_"]  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 1QmOUw}yj  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 =EYgck;)  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 -U$;\1--  
9@"pR;X@  
pO)EYla9  
X0j>g^b8  
6. 参数:非球面透镜 zq$L[ X  
PPG+~.7  
]CcRI|g}  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 @IbZci)1  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 V73/q  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 J"E _i]  
x 4LPrF1  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 #=)>,6Z w  
.UX4p =  
v8C($<3%  
-"H$ &p~  
lcpiCZ  
7. 结果:非球面透镜 [ t8]'RI%  
( 6zu*H)  
SfY 5Xgp  
 生成期望的高帽光束形状。 *wJz0ex7R/  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 C]JK'K<7-  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 H2[0@|<<  
=#Jx~d[C  
_XY(Qd  
*v8daF  
q4!\^HwQ  
8. 总结 V,& OO  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 C`qV+pV  
6Ktq7'Z@  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 lZIJ[.  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 8"d??3ZXJ  
e&!c8\F  
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。 U8>4ClJ4  
W<^t2j'  
扩展阅读 R64f0N K.  
v \; /P  
扩展阅读 PvW4%A@0  
 开始视频 ppLLX1S  
-     光路图介绍 i-wWbZ-  
 该应用示例相关文件: %{V7 |Azt  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 RiQg]3oY  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
RTg\c[=w  
SQ+r'g  
=)jo}MB  
QQ:2987619807 as/PM"  
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