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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) ""_%u'7t5I  
应用示例简述 *|3G"B{w6  
1. 系统细节 rL6Y4u0e%  
 光源 - D^v:aC  
— 高斯激光束 sN@=Ri?\  
 组件 3TNj*jo  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Y i`wj^  
— 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 `:fh$V5J>  
 探测器 _'U(q\ri  
— 视觉感知的仿真 d0G d5%  
— 高帽,转换效率,信噪比  *#sY-Gd  
 建模/设计 Q=F4ZrNqD  
— 场追迹: 4So ,m0v  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 =(p]L  
n4DKLAl  
2. 系统说明 jmn<gJ2Of  
o=I.i>c  
ew|e66Tw$  
5>S)+p  
3. 建模&设计结果 Aiqn6BX{  
7H_*1_%ZQ  
不同真实傅里叶透镜的结果: unAu8k^  
G[a&r  
KDJ-IXoU  
p!H'JNG  
4. 总结 *.A{p ;JC(  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 !)LVZfQ0  
&Q[|FO;[  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 a>BPK"K2  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0yBiio  
;Zw? tU  
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。 asKAHVT(  
"D7wtpJ  
应用示例详细内容 ;;7: l,vy  
Q <2 `ek  
系统参数 b' fcWp0  
6"u"B-cz  
1. 该应用实例的内容 .dTXC'  
N:&EFfg3  
nn{PhyK  
R}HNi(%"  
tY!GJusd  
2. 仿真任务 +$\/HO  
+VRM:&  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 l1ViUY&Z  
ja+PVf  
3. 参数:准直输入光源 whh#J (  
D> EN:_v  
%O\zYtQR  
+9R@cUr  
4. 参数:SLM透射函数 &v g[k#5  
%v, a3^Qu  
wlw`%z-B2  
5. 由理想系统到实际系统 YzeNr*  
+ vO; J  
n1;zml:7_  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 WADAp\&  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ^H~g7&f9?N  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 K%WG[p\Eu  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 Ktn:6=,  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 DW0N}>Gp*  
NM0s*s42  
w>TTu: 7  
H_d^Xk QZ  
dd:vQOF;  
应用示例详细内容 D/bF  
o3(:R0  
仿真&结果 OI^sd_gkZ  
qw6i|JM%  
1. VirtualLab中SLM的仿真 1}ws@hU  
w5* Z\t5  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ~+CEek  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 F-%Hw  
 为优化计算加入一个旋转平面 e)*-<AGwC  
i2l/y,UX  
\"1%>O*  
T$*#q('1"}  
2. 参数:双凸球面透镜 rBZ0Fx$/[  
c)4L3W-x=  
e>g>)!F  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 H_FT%`iM  
 由于对称形状,前后焦距一致。 $nr=4'y Z  
 参数是对应波长532nm。 8'#L+$O &N  
 透镜材料N-BK7。 4n6t(/]b<  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ~' w]%rh!  
y_LFkZ  
qijQRxS  
#MUY!  
@wcrtf~{)&  
Nj=0bg"Qg5  
3. 结果:双凸球面透镜 P71] Z  
{h0T_8L/  
ToM1#]4  
 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。 z>z9xG'  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 gubw&W  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 pMd!Jl#(N  
D-LQQ{!D5  
`APeS=< &  
-8:/My  
NK6 ~qWsu  
4. 参数:优化球面透镜 qW`DCZu  
$g_|U:,  
m2[]`Ir^@  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 #@L5yy2  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 jwmPy)X|s\  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ^J'O8G$  
 透镜材料同样为N-BK7。 ca<OG;R^  
LjCUkbzQF  
7ygz52  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 &Gs/#2XQ  
';xp+,'}\  
lf#5X)V  
Dg*'n  
5. 结果:优化的球面透镜 >~jl0!2z@  
-+[~eqRB  
lUd4`r"  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 8Y [4JXUK  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 l~mj>$  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 'm0_pM1:D  
QL:Qzr[  
>dXB)yl  
d)GR]^=r  
6. 参数:非球面透镜 F},kfCFF  
`=%G&_3_<  
E+cx 8(   
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 =!u]t &yv  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 (t5vBUj  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 }Z)YK}_1  
e[6Me[b  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Z-3("%_$/  
a]!u go}  
08/Tk+  
ET(/h/r  
6Ev+!!znu  
7. 结果:非球面透镜 m -0}Pe9L  
9Zr6 KA{  
x"A\ Z-xxz  
 生成期望的高帽光束形状。 KQ ^E\,@o  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 qv[w 1;U"  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 NR"C@3kD]o  
A@Cvx7X  
z{/#/,V5D4  
{4*5Z[  
E {UhM q7  
8. 总结 WW-}c;cnK  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ,6ae='=d  
ni6zo~+W]  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 iD/+#UTY  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 zXk^u gFy  
8%p+:6kP5  
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。  Q.Y6  
,{_56j^d,  
扩展阅读 SNf~%B?`L  
rNICK2Ah  
扩展阅读 # )s +I2  
 开始视频 :lu"14  
-     光路图介绍 5sSAH  
 该应用示例相关文件: 7!;zkou  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 }{mS"  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
yv: Op\;R  
`|mV~F|  
/T 2 v`Li  
QQ:2987619807 >1HXC2 Y  
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