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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) F~z4T/TN%G  
应用示例简述 9tqX77UK  
1. 系统细节 E2 #XXc  
 光源 0t'WM=W<!8  
— 高斯激光束 x>7}>Y*(  
 组件 HP"5*C5D  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 LBbk]I  
— 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 Ez+.tbEA,  
 探测器 ,"5Fw4G6*  
— 视觉感知的仿真 PudwcP {  
— 高帽,转换效率,信噪比 @<r  ;>G  
 建模/设计 (?;Fnq  
— 场追迹: P]1`=-  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 h{qB\aK  
-"#;U`.oh7  
2. 系统说明 8?J\  
Q3'\Vj,S&  
`pOiv&>  
S3A OT  
3. 建模&设计结果 7J.alV4`/  
_/]4:("  
不同真实傅里叶透镜的结果: X70G@-w  
5$`ihO?  
grp1nWAs  
wk' |gI[W  
4. 总结 ix [aS  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ^dM,K p  
Ox Zw;yD  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 wspZ Eu>C;  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 $&OoxC  
y?zNxk/p  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 Rbm"Qz  
)u7y.o  
应用示例详细内容 Z4b<$t[u  
Dh*Uv,  
系统参数 UMuRB>ey  
mhv{6v  
1. 该应用实例的内容 c!d>6:\  
QI0d:7!W1  
|W[BqQIf  
0hp*(, L  
H<92tP4M  
2. 仿真任务 {R5Q{]dK3  
mQ*:?\@  
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。 o4^rE<vJ  
FZ)_WaqGf  
3. 参数:准直输入光源 7j8nDX<  
&!x!j ,nT  
\#?n'qyj  
-]C3_ve  
4. 参数:SLM透射函数 5|._K(M  
-Jr6aai3+  
Q& j:ai*  
5. 由理想系统到实际系统 qv>?xKSm  
|gxT-ZM  
@ )owj^sA  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 |j3mI\ANF  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 |]kcgLqj  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 $d? N("L  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 )u)]#z  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 @Fv"j9j-3G  
}d?"i@[  
X458%)G!(K  
T1sb6CT  
~<!b}Hv  
应用示例详细内容 ,1J+3ugp&  
KV v0bE  
仿真&结果 U{6i5;F#H  
)`<- c2  
1. VirtualLab中SLM的仿真  ;j|T#-.  
d}#G~O+y3v  
 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)。 A2.[P==  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 x=7hOI5u  
 为优化计算加入一个旋转平面 a7KP_[_(  
|wW_Z!fL  
!#s1'x{o  
tu {y  
2. 参数:双凸球面透镜 ME4Ir  
i]oSVXx4WC  
j[2?}?  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 eJD !dGa  
 由于对称形状,前后焦距一致。 ?ra6Lo  
 参数是对应波长532nm。 ug47JW  
 透镜材料N-BK7。 S,A\%:Va  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ZtG5vdf  
WPLM*]6  
2@ 4^ 81  
yv2BbrYyy  
0tV"X  
qo{2 CYG\+  
3. 结果:双凸球面透镜 ?L.c~w;l  
;/.ZjTRw  
$7 1(g$6#  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 Q(Uj5aX  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 e}e|??'(\  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Gc6`]7 s  
bj)dYj f  
wbg_%h:  
^@V$'Bk  
PW a!7n#A  
4. 参数:优化球面透镜 P){F2&!P  
0{u31#0j  
*oR`l32O0z  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 -UgD  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 :i'jQ<|wZN  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 I[b@U<\  
 透镜材料同样为N-BK7。 ;yh}$)^9  
nU]4)t_o\  
T^'NC8v  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ZLK@x.=  
V *2 =S  
-8F~Tffx  
OG}auM4  
5. 结果:优化的球面透镜 i^hgs`hvU  
\g|u|Y.2[  
8'c_&\kdv  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ^'"sFEV7RN  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 yj]\%3o<Z7  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 u[25U;xo  
f#9DU}2m  
>we/#C"x  
\dpsyc  
6. 参数:非球面透镜 6fxf|R\  
JStT"*4j  
i7^_y3dG  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 ep]tio_  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Mq7d*Bgb  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 xHN"7j}h  
z;x1p)(xt  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 "],amJ  
+bnz%/v  
wr\d5j  
TRQX#))B  
)KvQaC  
7. 结果:非球面透镜 q*Xp"yBTo  
;jb+x5t  
+*OY%;dQ7@  
 生成期望的高帽光束形状。 XO |U4 #ya  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 E&G_7->  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 pq;)l( Hi  
!?Tu pi  
HRF4 Ro  
EFl[u+ 1tx  
=d_@k[8<0  
8. 总结 "Q*Z?6[Z  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 WZ"g:Khw  
5S:&^ 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。 0-dhGh?.  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 'c#ZW| A  
AuZ?~I1  
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。 ,nO:Pxn|  
22?9KZ`Z=  
扩展阅读 dO Y+| P\  
r1cB<-bJ#'  
扩展阅读 "yMr\jt~-  
 开始视频 K%h83tm+  
-     光路图介绍 %v++AcE  
 该应用示例相关文件: uQ9/7"S  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 u(KeS`  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
45` Gv  
$jb3#Rj4  
m{gK<T  
QQ:2987619807 \$J!B&i  
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