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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) 2f!oA~|2  
应用示例简述  {K9E% ,w  
1. 系统细节 %-l:_A  
 光源 V</T$V$  
— 高斯激光束 0'hxw3#  
 组件 .NT&>X~.V  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 %d0S-.  
— 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 w4'K2 7  
 探测器 ' D&G~$  
— 视觉感知的仿真 >p*HXr|o$  
— 高帽,转换效率,信噪比 {{3H\ rR  
 建模/设计 / D ]B  
— 场追迹: gJ.6m&+  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 @WHd(ka!  
2Nkn C>9(\  
2. 系统说明 l~YNmmv_  
w.aFaR)04  
^,K.)s  
f hG2  
3. 建模&设计结果 ({KAh?  
j#,M@CE  
不同真实傅里叶透镜的结果: ? SP7vQ/  
t4@g;U?o  
0NtsFPO  
ZYe\"|x,s  
4. 总结 Ro]IE|Fv  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。  #>jH[Q  
:EwA$`/  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 T(UYlLe  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 R0mT/h2  
|/^aL j^u  
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。 +Nbk\%  
~cBc&u:"  
应用示例详细内容 e K1m(E.=  
0t/y~TrBY  
系统参数 SP7g qM  
rg^\BUa-W,  
1. 该应用实例的内容 zXPJ;^Xxa  
L*01l"5  
DUKmwKM"k  
|ak C  
s<_LcQbt{  
2. 仿真任务 Zmbz-##HQ  
~wf~b zs  
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。 }0*ra37z>  
C.)&FW2F_  
3. 参数:准直输入光源 >?W;>EUH  
liw 9:@+V  
fyq] M_5  
8+|V!q   
4. 参数:SLM透射函数 JJ9e{~0 I  
RrU~"P1C  
a-A+.7  
5. 由理想系统到实际系统 D2%G.z  
|z|)r"*\4  
v#%>uLl  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 P tQ#  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 @EP{VV  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 bOSYr<R&  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 _HHJw""j  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 aQ&8fteFR  
o*wC{VP_  
ooU Sb  
h[je_^5  
b|ksMB>)  
应用示例详细内容 oj(A`[  
fFZ` rPb  
仿真&结果 @)Hbgkdi  
OZB}aow  
1. VirtualLab中SLM的仿真 oF b mz*  
$:u7Dv}\  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 aEFe!_QY  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 18p3  
 为优化计算加入一个旋转平面 O{ %A&Ui  
kk_9G -M  
1|~#028  
|6(qg5"  
2. 参数:双凸球面透镜 "l[ V%f E  
~b$z\|Y  
*4hOCQ[  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 8A8xY446)  
 由于对称形状,前后焦距一致。 1f@U :<:  
 参数是对应波长532nm。 0(U3~ k6  
 透镜材料N-BK7。 $~G0#JL  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ~Miin   
fJn3"D'  
$E`i qRB  
,LW(mdIe(  
76IALJ00V  
Z\*5:a]  
3. 结果:双凸球面透镜 R(/[NvUb  
r>Qyc  
}W@#S_-e8  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 vA2,&%jw  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 `hK>bHj  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 P$(WdVG  
@ yg| OA}  
7SA-OFM  
vSYun I  
nv_m!JG7  
4. 参数:优化球面透镜 XC7Ty'#"KX  
0$f_or9T  
N'eQ>2>O@  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 iJdrY 6qd  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 y,y/PyN)  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 C>JekPeM  
 透镜材料同样为N-BK7。 OXIu>jF  
B~V<n&<  
"5o;z@(  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 &e HM#as  
0gv3v@QO  
9*-pden l  
!!-}ttFA  
5. 结果:优化的球面透镜 _gPVmGG  
;"d,~nLn  
VW{aUgajO  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 Y-Ziyy  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 [D<RV3x9  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 h \D_  
>YJ8u{Z{o  
NK  
#51 4a(6  
6. 参数:非球面透镜 hapB! ~M?  
u_}`y1Xu#  
RI[7M (  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 q9>Ls-k  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。  l5ZADK4  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 &jXca|wAR  
5';/@M  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 1AV1d%F  
jy\W_CT  
y+ 6`| h_  
!q~X*ZKse  
T@K7DkP@  
7. 结果:非球面透镜 z9k*1:  
p|&ZJ@3  
_Hz~HoNU  
 生成期望的高帽光束形状。 X[GIOPDx  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 a' IX yj  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 SWNU1x{,c\  
jgo e^f  
4c5^7";P  
fs2m N1  
b{~fVil$y  
8. 总结 ]k[ Q]:q  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 k%EWkM)?  
:Az8K)  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 yPf?"W  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 _-4n ~(  
2x7(}+eD  
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。 \]Y\P~n  
4)3g!o ?  
扩展阅读 d u.HSXK  
(w5u*hx  
扩展阅读 VqcBwJ!?p  
 开始视频 Zvd ;KGO(a  
-     光路图介绍 D+| K%_Qq  
 该应用示例相关文件: $Nj'OJSj%  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 -rE eKt  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
X4d Xm>*?=  
Nc G,0K  
ry$tK"v/  
QQ:2987619807 4^ c!_K&&  
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