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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) %|s+jeUDn|  
应用示例简述 vpmj||\-  
1. 系统细节 J:V?EE,\-  
 光源 cnTaJ/o  
— 高斯激光束 oudxm[/U  
 组件 @)J+,tg/7  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ~69&6C1Ch  
— 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 |sJSN.8  
 探测器 j?'GZ d"B  
— 视觉感知的仿真 bhniB@<  
— 高帽,转换效率,信噪比 7uzk p&+:  
 建模/设计 <[w=TdCPs  
— 场追迹: ,v"YqD+GC5  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Gz .|]:1  
4?B\O`sy.  
2. 系统说明 |\pbir  
5oAK8I  
p5G?N(l  
Jv^h\~*jH  
3. 建模&设计结果 (+0v<uR^D  
p, #o<W  
不同真实傅里叶透镜的结果: R17?eucZ  
'inFKy'H  
5{g?,/(  
!r<pmr3f@7  
4. 总结 A0Qb 5e  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \-g)T}g,I  
z<Nfm  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 (!:,+*YY  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 jyCXJa-!-  
.[_L=_.  
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。 %^jMj2  
vam;4vyu  
应用示例详细内容 r]6C  
ez| )ph7  
系统参数 vX.VfY  
+U3DG$  
1. 该应用实例的内容 }~L.qG  
s%W C/ZK  
> ;*b|Ik  
{z{bY\  
+{oG|r3L  
2. 仿真任务 z:wutqru  
wfH^<jY)E  
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。 a^I\ /&aw'  
#pnI\  
3. 参数:准直输入光源 BI%$c~wS  
e~=;c  
%#kg#@z_`e  
;>Ib^ov  
4. 参数:SLM透射函数 xA$XT[D  
2fL;-\!y(  
glDu2a,Q  
5. 由理想系统到实际系统 T{-CkHf9Q  
bE !GJZ  
?82xdp g  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 VZKvaxIk6  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 |IzPgC  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 rD 3v$B  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 .(cw>7e3D  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。  "y}--  
b0Ps5G\ u  
e w$ B)W  
k5'Vy8q  
sYI-5D]  
应用示例详细内容 0Qf,@^zL*  
s Z].8.  
仿真&结果 (@fHl=! Za  
n-tgX?1'  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Jdj2~pTq  
*Q "wwpl?  
 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)。 6a~|K-a6  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 p8Qk 'F=h  
 为优化计算加入一个旋转平面 *RJG!t*t  
KW pVw!  
x??+~$}\*-  
A P?R"%  
2. 参数:双凸球面透镜 ia!y!_L\'  
286jI7T  
2K/4Rf0;  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 "#2a8#  
 由于对称形状,前后焦距一致。  iu=7O  
 参数是对应波长532nm。 KJ)k =mJ  
 透镜材料N-BK7。 K0|FY=#2y  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ymhtX6]  
2} /aFR  
V ]lLw)  
NJWA3zz   
- M4J JV(  
3M[! N  
3. 结果:双凸球面透镜 $ r@zs'N  
bN1|q| 9  
*&^Pj%DX  
 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。 R'as0 u\  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 BYL)nCc  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 0d)M\lG  
On9A U:\  
FpmM63$VN[  
k8&;lgO '  
FrfM3x6UM  
4. 参数:优化球面透镜 P64PPbP  
]8_NZHld  
*K8$eDNZ  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 ;u_X)  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 {4<C_52t  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 %S960  
 透镜材料同样为N-BK7。  MzdV2.  
6_GhO@lOG  
> PRFWO  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 V1N3iI  
vxBgGl  
c<:-T  
xX&+WR  
5. 结果:优化的球面透镜 'urafE4M  
|.: q  
]vUwG--*  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 M6 "PX *K  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Y8~"vuIE5  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 *SJ_z(CZm  
G" qv z{*  
C_}]`[  
KxJ!,F{>H  
6. 参数:非球面透镜 o q Xg  
XJ;57n-?  
G5BfNU  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 #jvtUS\  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 TQF| a\M'  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ~g]Vw4pv  
e'NJnPO  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 0*3R=7_},o  
_`j7clEz  
{UI+$/v#  
hED}h![  
r(TIw%L$  
7. 结果:非球面透镜 NIry)'"  
 R B  
Jq-]7N%k/  
 生成期望的高帽光束形状。 Naf0)3q>!  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Gx/Oi)&/  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 !c Hum  
9s q  
dFB]~QEK  
_ ]ip ajT  
.W%)*&WH\  
8. 总结 m=:9+z  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 P/eeC"  
j3V -LnA  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 H/ HMm{4  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 EI%89i`3^  
rglXs  
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。  =j]<t  
}o(-=lF  
扩展阅读 mO7]9 p  
QA`sx  
扩展阅读 $Ds2>G4c  
 开始视频 i-_mTY&M  
-     光路图介绍 .|70;  
 该应用示例相关文件: 5|s\* bV`  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 T.BW H2gRP  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
e X|m  
*] ) `z8Ox  
pz*3N  
QQ:2987619807 G5 WVr$  
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