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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) 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~($}+* — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 3G}AH E4 探测器 @.C{OSHE — 视觉感知的仿真 F>hZ{ — 高帽,转换效率,信噪比 E%N2k|%8d_ 建模/设计 jM)C4ii.-$ — 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=Khu 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 jEdtJEPa 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[O L,
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 -$VZtex 仿真&结果 q LL,F WW2Ob* 1. VirtualLab中SLM的仿真
JCcZuwu[ X[s8X!# 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 HW4.zw 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 zJDSbsc$% 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.D8 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。 hv 6@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 XoLJ L]+? 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*e6vX 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>;
2 oa#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$w7P0
e 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 _,;j7%j 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。
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A^ _a3$,0
xD&^j$Em ]0;864X0 6. 参数:非球面透镜 |/gW_;( IchCACK =.y*_Ja 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 |K?#$~ 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 7 r|(}S bX.ja;; *A}cL
{_(\`> v7%X@j]ji 7. 结果:非球面透镜 79\JxiSB !-m&U4Ku6o Z5c~^jL$- 生成期望的高帽光束形状。 ZKg{0DY 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 tb:L\A^: 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 5XuT={o LlBN-9p
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Id 8. 总结 K^_i%~ 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 [1 Ydo` h^
-.]Y 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 +(uYwdcN 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 )BfT7{WN 3E
f1bhi 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 &z"krM]G {pb>$G:gfx 扩展阅读 Z):n c% S 0&ByEN99 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
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