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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) ,dR<O.{ 0  
应用示例简述 sMn)[k vX  
1. 系统细节 9Ev<t \B  
 光源 "?X,);5S  
— 高斯激光束 Q:5^K  
 组件 p|gzU$FWbk  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 %tvP\(]h  
— 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 H:k?#7D(  
 探测器 [qL{w&R  
— 视觉感知的仿真 )-s9CWJv  
— 高帽,转换效率,信噪比 Z0'&@P$  
 建模/设计 mM$|cge"  
— 场追迹: sP'U9l  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 rsaN<6#_^Q  
#hZ`r5GvTj  
2. 系统说明 q^w@l   
Ov-Y.+L:  
3n!f'" T  
zzH^xxg  
3. 建模&设计结果 Z^[ ]s1iP}  
B4Fuvi  
不同真实傅里叶透镜的结果: CiNOGSlDj  
l"rX'g?  
Dx5X6t9=  
M/mm2?4  
4. 总结 LsI8T uv  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 nf0]<x2  
Q;xJ/4 Z"  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 {44#<A<  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Nrn_Gy>|D  
z @21Z`,  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 c<a)Yqf"]  
PNs*+/-S  
应用示例详细内容 YctWSfh  
XkhGU?={  
系统参数 Ab In\,x  
W;T 5[  
1. 该应用实例的内容 (uVL!%61k  
:Dj0W8V  
&e6!/y&  
~Jh1$O,9o  
} 3}H}  
2. 仿真任务 /&  W&  
TYKs2+S6  
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。 c[>xM3=e^q  
AnK~<9WQj  
3. 参数:准直输入光源 DS1{~_>nFu  
vB%os Qm  
7|PB6h3  
i*((@:  
4. 参数:SLM透射函数 4q"4N2  
.%EYof  
1{A K=H')  
5. 由理想系统到实际系统 o/6VOX  
SU5O+;{`'  
ni85Ne$  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 =/!RQQ|8o  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 hS1I ;*t  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 ?2%;VKN4  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 RcC5_@W  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 kMx)G]  
3yrb7Rn3  
P-/"sD  
s1]m^,  
cLf<YF  
应用示例详细内容 E&N~ h|CL  
7$*X   
仿真&结果 N%F4ug@i   
5eiKMKW[  
1. VirtualLab中SLM的仿真 x5|^p=  
wF9L<<&B  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 7`f%?xVn0  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ^I KT!"J&?  
 为优化计算加入一个旋转平面 UqD ]@s`  
8iTB  
uBl&{$<  
& 'CUc/,  
2. 参数:双凸球面透镜 guG&3{&\s  
>=4('  
I^nDO\m <  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 iu?gZVyka  
 由于对称形状,前后焦距一致。 @QMy!y_K~m  
 参数是对应波长532nm。 R nwFxFIQ  
 透镜材料N-BK7。 UiVGOQq  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 +0?1"2  
ez5J+  
?qb35  
H,c`=Ii3  
(g*j+i  
fwvwmZW  
3. 结果:双凸球面透镜 n.rn+nuwv  
OD9z7*E@  
pztfm'  
 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。 Y]7503J  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 I tb_ H  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 e=nvm'[h  
51u\am'T  
+4  h!;i  
Ia< V\$#  
'$c9S[  
4. 参数:优化球面透镜 ! Sw=ns7  
M!kSt1  
P@keg*5@  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 Z+u.LXc|c  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 :G6aO  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 Jt[,V*:#  
 透镜材料同样为N-BK7。 ]BUirJ,2  
O ,9^R  
@({=~ W^  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 gXlcB~!  
S@Rd>4  
Xi1|%  
W7Y@]QMX  
5. 结果:优化的球面透镜 S2e3d  
TZ+ p6M8G  
$~iZaX8&  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 71y{Dwya  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 J jm={+@+  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 6Iqy"MQuq  
K2yu}F^}  
lcm3wJ'w  
J8!2Tt  
6. 参数:非球面透镜 Pmo<t6  
n| {#5#  
N[e,%heR  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 /IG{j}  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ,f2oO?L}  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Q"ZpT  
4~&3.1  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 _ ,s^  
L2,2Sn*4i  
QM#Vl19>j(  
&hO-6(^I  
`hZh}K^  
7. 结果:非球面透镜  =aZ d>{Y  
aZ4?! JW.  
= V2Rq(jH  
 生成期望的高帽光束形状。 K<wFr-z  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 uQKQC?w  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 0M"n  
9e=}P L  
V:Gy pY)  
6{buel(|e  
953qz]Q8  
8. 总结 YD'gyP4  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 <@"rI>=  
(<r)xkn  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 } Xo#/9  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 )b #5rQ  
-n&&d8G^s  
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。 ~c35Y9-5  
?!P0UTe~  
扩展阅读 le\-h'D  
S(Afo`  
扩展阅读 D,}bTwRb-  
 开始视频 pOXI*0_g.  
-     光路图介绍 Yi%lWbr  
 该应用示例相关文件: }bv+^#  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 SjB"#E)  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
@  W>@6E  
l.o/H|  
Q3 8+`EhLA  
QQ:2987619807 T0tX%_6`  
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