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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) p9G+la~;VM  
应用示例简述 ,<P"\W  
1. 系统细节  I*f@^(  
 光源 q0ab]g+  
— 高斯激光束 &Hf%Va[B  
 组件 ;TDvk ]:  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Sx~mc_ekY  
— 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 %e25Z .Se$  
 探测器 !.#g   
— 视觉感知的仿真 oVP,a r0G  
— 高帽,转换效率,信噪比 <f}:YDY'  
 建模/设计 }@ U}c6/  
— 场追迹: &?p( UY7'"  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 =os!^{p7>  
8MDivr/@  
2. 系统说明 D,p 2MBr  
C%<Dq0j  
{I0!q"sF  
jT0iJ?d,!  
3. 建模&设计结果 \rh+\9(  
Vr& GsT  
不同真实傅里叶透镜的结果: :8bq0iqsV  
"* FjEA6=  
E*T6kp^b  
gI RZkT`  
4. 总结 Z3wdk6%:}  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ?r)>SB3(e  
)!VJ\  
 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?V  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 U3]/ NV*   
4Hyp]07  
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。 tr0kTW$Ad  
9+ve0P7$  
应用示例详细内容 [-W~o.`  
J<"Z6 '0v  
系统参数 u#u/uS"  
?G9DSk?6%Z  
1. 该应用实例的内容 G]xN#O;  
uj%]+Llxv  
Y*lc ~X  
n]w%bKc-9  
32j#kJW  
2. 仿真任务 nip*Y@-F  
]{|l4e4P  
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。 07(LLhk@d  
9.~ _swkv  
3. 参数:准直输入光源 &,Rye Q  
nWf8r8  
r da: ~  
1 Cz}|#U  
4. 参数:SLM透射函数 })mD{c/  
8&+u+@H  
.}!.: |  
5. 由理想系统到实际系统 $_HyE%F#  
?)Gb=   
cF9ZnT.  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Mz) r'  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ]-heG'y]{  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 8c%N+E]  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 D&N3LH  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 D 7thLqA  
?u{Mz9:?HT  
PK{FQ3b2{  
mH<|.7~0  
{~\:4  
应用示例详细内容 3$_- 0>  
W8]?dL}|  
仿真&结果 IY}GU 2#  
-4J.YF>  
1. VirtualLab中SLM的仿真 `X&d:!}F  
#~|esr/wf  
 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)。 w 17{2']  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 &d!ASa  
 为优化计算加入一个旋转平面 &=Y%4 vq  
CX {M@x3m  
m60hTJ?N)  
oq>jCOVh  
2. 参数:双凸球面透镜 {pRa%DF  
I[ 06R  
YAi@EvzCVy  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 QS,_=< (  
 由于对称形状,前后焦距一致。 ~( rZ)  
 参数是对应波长532nm。 0@&;JMh6<  
 透镜材料N-BK7。 hn&NypI  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 S =sL:FC  
*TxR2pC}  
S->Sp  
'Ze& LQ  
4!M0)Nix  
I|/|\  
3. 结果:双凸球面透镜 UrS%t>6k  
z`dnS]q9  
B SEP*#s  
 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。 z3fU|*_c  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 JJ_KfnH  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 u<+RA  
G1,u{d-_  
[Fd[(  
U!lWP#m  
,;=is.h9  
4. 参数:优化球面透镜 PB{5C*Y7^k  
2m&?t_W  
[s-!t E3-  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 #vcQ =%;O  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 HN&]`cr;  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 t..@69  
 透镜材料同样为N-BK7。 }OgZZ8-_M  
DCCij N  
c 8|&Q  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 d\ Xijy  
Q(hAV  
vrsOA@ee3H  
p1\E C#Q  
5. 结果:优化的球面透镜 1lv. @-  
\#'m([<e  
xl@  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 E{B40E~4  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 dM5N1$1,  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ?,!C0ts  
YtT:\#D  
vqwSOh|P9  
&<5oDdC  
6. 参数:非球面透镜 HD}3mP  
g\?7M1~  
Biy$p6  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 YYd!/@|N5  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 uo^tND4a;j  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 S#Pni}JD  
7t/C:2^&  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 'A#l$pJp7  
MSS0Sx<f  
a#P{[  
y/Q,[Uzk\  
(w, Gv-S  
7. 结果:非球面透镜 '.tg\]|  
v6KF0mqA&  
^@xn3zJ  
 生成期望的高帽光束形状。 PPj0LFA  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 C5'#0}6i  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 _O>8jH!#  
Vg? 1&8>  
@RI\CqFHR  
Lc13PTz>>g  
g h&,U`  
8. 总结 {rZ )!  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 h-RL`X  
;PX>] r5U0  
 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{oppali  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 =(>pv,  
[e`6gGO  
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。 BjCg!6`XF  
R9lb<`  
扩展阅读 <>6DPHg~  
VpmD1YSn  
扩展阅读 i;}mIsNBY  
 开始视频 YST{ h{  
-     光路图介绍 i6D66E  
 该应用示例相关文件: ~i/K7qZ  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 :/'oh]T|  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
vTUhIFa{  
"94qBGf  
MFm2p?zPm  
QQ:2987619807 $y+Bril5W  
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