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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) v|';!p|  
应用示例简述 PBjmGwg7  
1. 系统细节 WT\<.Py  
 光源 z@ 35NZn  
— 高斯激光束 98XVa\|tl  
 组件 fS&6  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 2f~($}+*  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 3G}AH E4  
 探测器 @.C{OSH E  
— 视觉感知的仿真 F>hZ{   
— 高帽,转换效率,信噪比 E%N2k|%8d_  
 建模/设计 jM)C4ii.-$  
— 场追迹: #I*QX%(H#  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 d^E [|w ;  
Vr.Y/3N&'  
2. 系统说明 R:aa+MX(1  
XzIx:J6  
/iaf ^ >  
5e8AmY8;  
3. 建模&设计结果 xg@NQI@7   
[{u(C!7L`  
不同真实傅里叶透镜的结果: [^YA=K hu  
ne}+E  
#dxgB:l)%l  
G\d$x4CVGc  
4. 总结 l`9t}  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 (5L-G{4  
ZJW[?V\5=  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 q!~ -(&S  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~Ou1WnmO  
W!Gdf^Yy<  
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。 7r# ymQ  
!A3-0zN!  
应用示例详细内容 $g9**b@  
] y{WD=T  
系统参数 qy1F* kY  
+0wT!DZW\=  
1. 该应用实例的内容 &C<yfRDu  
jEdtJ EPa  
uP $ Cj  
g^Yl TB  
u^Ku;RQo  
2. 仿真任务 w8Q<r.  
75T_Dx(H  
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。 E_z;s3AXQ  
Cs3^9m6;d  
3. 参数:准直输入光源 ]va>ex$d  
e>rRTN  
3\O|ii  
^>x|z.  
4. 参数:SLM透射函数 Yj|eji7y  
J@pb[OL,  
lA(Q@yEW  
5. 由理想系统到实际系统 Xl7aGlH  
^g1f X1  
ocbB&  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 *.-.iY.a]  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 O=cxNy-I  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 /PBaIoJE  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 8M,9kXq{L  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 EI>6Nh  
]Y>h3T~  
q#A(gyy  
EJ}!F?o  
D%mXA70  
应用示例详细内容 RgdysyB  
-$VZte x  
仿真&结果 qLL,F  
W W2Ob*  
1. VirtualLab中SLM的仿真 JCcZuwu[  
X[s8X!#  
 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)。 HW4 .zw  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 zJDSbsc$%  
 为优化计算加入一个旋转平面 qSqI7ptA\  
{gA\ph% s  
/v|"0  
anw}w !@U  
2. 参数:双凸球面透镜 mffn//QS  
B&+`)E{KB  
_\PNr.D 8  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 \I-#1M  
 由于对称形状,前后焦距一致。 Xv <G-N4  
 参数是对应波长532nm。 v8gdU7Ll,  
 透镜材料N-BK7。 hv6@Jr3  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。  |{* }|  
OH^N" L  
/&& 2u7*  
w~_;yQ  
R3)57OyV  
e~ aqaY~}  
3. 结果:双凸球面透镜 XoL JL]+?  
E5el?=,i  
zl-2$}<a  
 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。 EV#MQM  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Xtz-\v#0o'  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 KIA 2"KbjG  
JXG"M#{  
zf4Ec-)  
)b<k#(i@#  
+')f6P;t>=  
4. 参数:优化球面透镜 Qu5UVjbE,  
{e|*01hE  
G$'jEa<:u  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 SvN9aD1  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 q#Zs\PD  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 j*e6 vX  
 透镜材料同样为N-BK7。 svelYe#9z  
PiV7*F4qI.  
}>^Q'BW;65  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 l$K,#P<)  
+$xeoxU>;  
2oa#0`{  
O20M[_S  
5. 结果:优化的球面透镜 Tmh(= TB'  
X1IeSMAe  
+,:du*C  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 6:U$w7P0 e  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 _, ;j7%j  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 :Ih|en^w  
A^ _a3$,0  
xD&^j$Em  
]0;864X0  
6. 参数:非球面透镜 |/g W_;(  
IchCACK  
=. y*_Ja  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 | K?#$~  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 WwC 5!kZ  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 LG~S8u  
ZpUCfS)|&  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 7r|(}S  
bX.ja;;   
*A}cL  
{_(\` >  
v7%X@j]ji  
7. 结果:非球面透镜 79\Jx iSB  
!-m&U4Ku6o  
Z5c~^jL$-  
 生成期望的高帽光束形状。 ZKg{0DY  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 tb :L\A^:  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 5XuT={o  
L lBN-9p  
t_ksvWUo  
g}p;\o   
pV6d Id  
8. 总结 K^_i%~  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 [1Ydo`  
h^ -. ]Y  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 +(uYwdcN  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 )BfT7{WN  
3E f1bhi  
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。 &z"krM]G  
{pb>$G:gfx  
扩展阅读 Z):n c% S  
0&ByEN9 9  
扩展阅读 SI:U0gUc  
 开始视频 9N%JP+<89  
-     光路图介绍 yr#5k`&\_  
 该应用示例相关文件: gyS+9)gY  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 \5Vde%!$Z  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
lTU$0CG  
= 8gHS[  
i{D=l7j|w  
QQ:2987619807 kE TT4U  
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