| 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) C5FtJquGN) 应用示例简述 WX9BS$}0 1. 系统细节 1+zax*gO- 光源 S5M t?v|K — 高斯激光束 XZJx3!~fm 组件 VPzdT*g] — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 K[Kc'6G — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 NKN!X/P 探测器 14O/R3+ — 视觉感知的仿真 ,0O!w>u_]J — 高帽,转换效率,信噪比 kS>j!U(%d 建模/设计 uv4jbg}Z+3 — 场追迹: _Yv9u'q" 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 S]+}Zyg &kGSxYDk% 2. 系统说明 ! >V1zk 420K fVA
es{
9[RHK L[efiiLh$ 3. 建模&设计结果 mJ HX
z
Ey&%Ok 不同真实傅里叶透镜的结果: Z]dc%> 8vCHH&`
b
$!l*r l1msXBC 4. 总结 @g{
"
E6 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ?0F#\0 a&JAF?k 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 *niQ*A 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 l"64w>, 2]l*{l^ Bl 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。 @%K 8oYK 49yN|h;c! 应用示例详细内容 \%(R~H uPpP") 系统参数 pc #^{- $kdfY'u 1. 该应用实例的内容 6FfDif Z|.z~53; 6%>0g^`)9Y 8LOzL,Ah l[gL(p"W 2. 仿真任务 9%8T09I! 3N-(`[m{E 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 15B$Sp!/`e h6# 3. 参数:准直输入光源 t{ 'QMX !zeBxR$&o
@-wAR=k7 hd900LA} 4. 参数:SLM透射函数 }w$/x<Q[ DwI)?a_+
5<61NnZ 5. 由理想系统到实际系统 7}xKiHh: BJvVZl2h L^22,B
0 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Qx:+n`$/ 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 8.@yD^' 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 k[][Md2Vh 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 l{k 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 .!&YO/
*J6qL! [" $*tuv?
3B,nHU dX<UruPA 应用示例详细内容 r J&1[=s KxvT}"k 仿真&结果 <ioX|.7ZX Lbd_L 1. VirtualLab中SLM的仿真 Q)v8hNyUmA /(Y\ < 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ~j UK-E 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 *rWE.4=& 为优化计算加入一个旋转平面 lcih
[M6z 1Eg,iTn2*x 3p7*UVR" OuX/BMG 2. 参数:双凸球面透镜 i;)88 luV%_[F
-"<eq0 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 -WEiY 由于对称形状,前后焦距一致。 <>-UPRwqI 参数是对应波长532nm。 ,TL~];J' 透镜材料N-BK7。 X!&=S!} 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ImgKqp0Z 1cUC>_%?
rq$% u{J:wb
o#;w>- DD;PmIW 3. 结果:双凸球面透镜 lVMAab B^eea [ X]`\NNx 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。 7m8L!t9 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 -O2QzzE& 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ofS9h*wrJ |]Ockg[
aX0sy\Z]j _oR6^#5#
GlVq<RG* 4. 参数:优化球面透镜 zS.7O'I<' #E>f.:) 75<E 0O 然后,使用一个优化后的球面透镜。 H.'_NCF&;L 通过优化曲率半径获得最小波像差。 DT_012z 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 W&GDE 透镜材料同样为N-BK7。 I_v]^>Xw 6Bs_"
P[ WpRi+NC}ln 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 KPKby?qQ^ WC}mt%H*O
(Iu5QLE @Yy=HV 5. 结果:优化的球面透镜 7v1}8Uk mh|M O( 5JQq?e)n 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 A9F Z` 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 BC&Et62* 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 )\p@E3Uxf
%N>@( .
D,]m7yFT 'M YqCfIK 6. 参数:非球面透镜 aNfgSo05@n 76xgExOU?C ](^VEm}w; 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 =T;%R^@ 非球面透镜材料同样为N-BK7。 `Q}.9s_ri 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 c~@I1M +STT(b Mn 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 )6Z)z;n]aW 350 y6pVh B7va#'ne4{
*F2ob pU |(Io(e 7. 结果:非球面透镜 BYP,}yzA ?^0#:QevC lYU_uFOs\ 生成期望的高帽光束形状。 2x'JR yef 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 !j [U 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 L2AZ0E"ub [96|xe\s
}Li24JK
1,BtOzuRo 5h1FvJg 8. 总结 DS-Kot(k(z 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 XgU]Ktl X=_N7! 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 v-4eN1OS 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 i7:j(W^I8 fytgS(?I' 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。 4LKOBiEM znX2W0V 扩展阅读 %]RzC`NZ GiI2nHZc 扩展阅读 GXJJOy1"! 开始视频 bQEQHqY5 - 光路图介绍 /tx_I(6F?| 该应用示例相关文件: Uo5l
=\ - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 X2T)]`@ - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 .,UpI|b ZN',=&;n' f GY. +W_ QQ:2987619807 &nTB^MF
|
|