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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) EZ #UdK_  
应用示例简述 k/l@P  
1. 系统细节 Wq)'0U;{$  
 光源 %u }|4BXoh  
— 高斯激光束 %Hv$PsSJ  
 组件 x6HebIR+  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 $N;!. 5lX3  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 }7hpx!s,  
 探测器 T~$ePVk>L  
— 视觉感知的仿真 R+]p -NI^  
— 高帽,转换效率,信噪比 8DTk<5mW~  
 建模/设计 ..FUg"sSO  
— 场追迹: iM2 EEC  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 567ot|cc  
pALB[;9g  
2. 系统说明 ^FgNg'"[3  
^a; V-US  
)$q<"t\#P#  
V.WfP*~NJ  
3. 建模&设计结果 p@i U}SUaE  
a2/r$Tgm  
不同真实傅里叶透镜的结果: 4\pA^%73  
,<hXNN  
Y'f I4  
zq!2);,  
4. 总结 N)Qj^bD!  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 %fP^Fh   
_if&a'  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 PL~k `L  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Oi BK  
R,Zuy( g  
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。 L:Wy- Z  
i?=3RdP/R1  
应用示例详细内容 SJU93n"G/  
{J})f>x<xM  
系统参数 i`&yPw  
vlIdi@V  
1. 该应用实例的内容 <eN>X:_N  
^\N2 Iu>6  
y=h2_jt  
1+eC'&@Xjt  
74gU 4T  
2. 仿真任务 gp-wlu4  
#PXl*~PrQ/  
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。 |Q9S$l]  
Xz]}cRQ[  
3. 参数:准直输入光源 KH pxWq  
&tMvs<q,  
tHoFnPd\|  
m.K"IXD  
4. 参数:SLM透射函数 ac+7D:X  
@Jvw"=  
] (MXP,R  
5. 由理想系统到实际系统 9q* sR1  
:@: R4Ac  
EzNmsbtZ(  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 [Hd^49<P2  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 0RoI`>j'  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 "Wi`S;  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 S<p "k]  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 D VSYH{U4  
(3]7[h7  
1&jX~'  
(|U+(~PJ  
fiw~"2U  
应用示例详细内容 ;/oMH/,U8  
ZLL0 6p   
仿真&结果 AO']Kmm  
f7s]:n*Ih  
1. VirtualLab中SLM的仿真 L7D'wf  
Y!POUMA }A  
 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)。 ?R,^prW{  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 *EV]8  
 为优化计算加入一个旋转平面 $~D`-+J  
$oxPmELtpe  
8kMMQES  
#v&&GuF  
2. 参数:双凸球面透镜 WO)K*c1F  
"sg$[)I3n  
j,1,;  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 R o-Mex2  
 由于对称形状,前后焦距一致。 PI{sO |  
 参数是对应波长532nm。 o.Cj+`0}5  
 透镜材料N-BK7。 i6X/`XW'  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 /AMtT%91  
u|QfCwQ  
/u #9M {  
(9cIU2e  
cOUO_xp(  
#e9B|Y?b  
3. 结果:双凸球面透镜 .5 dZaI)  
,Y`C7Px  
8tdUnh%/  
 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。 QGLm4 Wl9  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Z&.FJZUP  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 @#T?SNIL5  
`E|IMUB~  
MnX2sX|  
B]Zsn`n  
|Zt=8}di  
4. 参数:优化球面透镜 t8P>s})[4  
Mb<KZ_wYOX  
2<988F  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 8L|C&Ymj  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 "n8_Ag@r  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 RuXK` y Sv  
 透镜材料同样为N-BK7。 mR0@R;,p  
N@A#e/8  
Jhj]rsGk  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Jp= (Q]ab  
qlgh$9  
N7;E 2 X  
{;-$;\D  
5. 结果:优化的球面透镜 *=sU+x&X  
u{3KV6MS  
ZR#UoYjupb  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 p[/n[@<8=  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 f a\cLC  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 /NkZ;<uxJ  
k,@1rOf  
qkBnEPWZy  
RV($G8U  
6. 参数:非球面透镜 Hv`Zc*  
j2\G1@05  
'rF TtT  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 ZtvU~'Q  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 MRC5c:(  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 CjST*(,b  
ZU@V]+ww  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 $jzk4V  
_ Po9pZ  
:heJ5* !,  
$`5DGy?RU  
au7BqV!uL  
7. 结果:非球面透镜 m0#hG x  
x[?_F  
h]=chz  
 生成期望的高帽光束形状。 rcbixOT  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 mb/3 #)  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 .DX#:?@4@Y  
}.hBmhnZmI  
Vnl~AQfk|  
D H.ljGb  
\.{JS>!  
8. 总结 IR>K ka(B  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 iKK=A.g  
K)v(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。 <AIsNqr  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Mfz5:'  
"s*{0'jo  
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。 Iq5F^rH`[  
'|cuVxcE55  
扩展阅读 | -R::gm  
iIT<{m&`  
扩展阅读 1dq.UW\  
 开始视频 e Jwr  
-     光路图介绍 Z5U~g?  
 该应用示例相关文件: P``hw=L  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 z6!X+`&  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
V4"AFArI  
T-@pTJ !K9  
^w HMKC  
QQ:2987619807 CJC|%i3  
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