| 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) ?iPZsV 应用示例简述 ?W[J[cb 1. 系统细节 ( zn_8s 光源 t} *l?$` — 高斯激光束 ,DQGv_ 组件 V[o7Jr~ — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 v8=?HUDd — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 iK5]y+@8 探测器 xSpMyXrQ — 视觉感知的仿真 I.^X 2 — 高帽,转换效率,信噪比 '}jf#C1$c 建模/设计 .'t (-eT, — 场追迹: l |08 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 r{t.c?/ ,|T*|2Gm 2. 系统说明 jo9J%vo k{gl^
=
n+q_.A Gw
~{V 3. 建模&设计结果 0+T*$=? )KSisEL 不同真实傅里叶透镜的结果: .S~@BI(|< j 0g5<M
]b4pI*:$I h5L=M^z!> 4. 总结 %04:z77 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 BZovtm3E .:w#&yM [U 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 )l`1)Ea~ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Mw/?wtW oR*ztM
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。 _*O7l S5uJX#*; 应用示例详细内容 Yo >`h2C4 3>RcWy;1i 系统参数 R=!kbBK>\ LtC~)R 1. 该应用实例的内容 >%-Hj6% :]vA2 T>d\%*Q+B :W~6F*A V?OuIg%=: 2. 仿真任务 T!MZ+Ph`F %dEB /[ 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。 }1 $h xfb lc]V\'e 3. 参数:准直输入光源 eymi2-a< ov8
ByJc
59V#FWe- O/mR9[} 4. 参数:SLM透射函数 ]JH64~a !_qskDc-
ODm&&W#* 5. 由理想系统到实际系统 G3G/xC" b3}Q#Y\G v2d<o[[C 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Odm#wL~E 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 vB^uxdt|m 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 _}D%iJg# 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 f0vJm 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 #,G1R7
:pRF*^eU K4C^m|e
UH[<&v QIQfI05 应用示例详细内容 :Zza)>l .;9jdGBf 仿真&结果 ]Kv q |}= ndw7v 1. VirtualLab中SLM的仿真 cph~4wCS[U /#f^n]v 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)。 -OrR $w|e 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ^=^$tF 为优化计算加入一个旋转平面 Mi]I:ka Jy]Id*u9 %<ic%gt`# uVGa(4u} 2. 参数:双凸球面透镜 pE2QnNr' } ~| k P^pFqUL7# 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Y&K <{\vE 由于对称形状,前后焦距一致。 &f-hG3/M 参数是对应波长532nm。 iwU[6A 透镜材料N-BK7。 wd/G|kNO 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 tmO`|tn& qy
,"X)^#
k^%2_H {pWBwf>R C
}x:0os )s)_XL 3. 结果:双凸球面透镜 %m eLW& wO7t!35 <J&7]6Z 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。 sHdp 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 v>H=,.`0\ 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 RP!
X8~8 )T1iN(Z
T/l1qcf`wT [k$efwJ
Ja|{1&J. 4. 参数:优化球面透镜 0}]SUe^ 1oty*c (u&`Ij9 然后,使用一个优化后的球面透镜。 d]SYP 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ZSB?Y1wG 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ?qmp_2:WU 透镜材料同样为N-BK7。 ~}'F887 f m|O1QM;T j+kC-U; 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 kccWoU, 8]bz(P#
w<NyV8-hL xq[Yg15d% 5. 结果:优化的球面透镜 D."=k{r. ~Y7dH
Dn })Yv9],6 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 @0NJ{ 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 fDh]tua 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 X(*!2uS
vWjnI*6T#
,DQjDMjrf V'pqxjfd 6. 参数:非球面透镜 |^a;77nE_^ ^U@~+dw tg\|? 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 }^%xvmQ\] 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Z9K})47T 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ?X9UTOx :Ht;0|[H 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 H:QhrL+7_ 7TX2&kMoc !%)]56(
=qu(~]2( b5a.go 7. 结果:非球面透镜 FX}Gt= 2C=Q8ayvX 8sOQ9 生成期望的高帽光束形状。 :"1|AJo) 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 =9wy/c$ 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 vB0RKk}d5 [?0d~Q(R#
!t#F/C
g)"gw+ZFc bHE2,;o 8. 总结 zM#sOg 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Ib=x~za@n }G
VX>p 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 (s<s@` 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 9=`W p6Gmn i)a%!1Ar 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。 ?)D^~/
A YJV% a 扩展阅读 tc+WWDP#" LeOP;#
扩展阅读 88s/Q0l 开始视频 49H+(*@v@ - 光路图介绍 80OtO#1y 该应用示例相关文件: aB~S?.l - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 /] ^#b - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 L{-LX=G^ $sHP\{ W~1~k{A QQ:2987619807 zi9[)YqxPH
|
|