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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) "N)InPR-  
应用示例简述 .*Bd'\:F/q  
1. 系统细节 NN5G '|i  
 光源 ! %B-y 9\  
— 高斯激光束 N36B*9m&p  
 组件 w_DaldK*  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 9Q1w$t~Y  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 A-*MH#QUKh  
 探测器 IJC]Al,df  
— 视觉感知的仿真 ["e;8H[K)%  
— 高帽,转换效率,信噪比 wr~Qy4 ny  
 建模/设计 1tTY )Evf  
— 场追迹: wL}X~Xa3i  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Gyrc~m[$  
}h* j{b,  
2. 系统说明 Sj IDzNI5  
m_FTg)_=  
q29d=  
D[6wMep^n  
3. 建模&设计结果 @H^\PH?pp  
0#ON}l)>  
不同真实傅里叶透镜的结果: vu&ny&=`  
J% ZM V  
5DO}&%.xt  
T!Lv%i*|Y  
4. 总结 xk3)#*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 :Zo^Uc:*w  
?j)#\s2  
 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- p8~u1N  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 :a:m>S<~  
cVYu(ssC4  
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。 B*P;*re  
b@sq}8YD|z  
应用示例详细内容 +UX} "m~W  
.y0u"@iF  
系统参数 ;iJ}[HUo  
kBY#= e).  
1. 该应用实例的内容 *~w?@,}  
O;T)u4Q&3  
_@VKWU$$  
Z-M4J;J@}  
]7RK/Zu i  
2. 仿真任务 9*Fc+/  
9>ZX@1]m_  
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。 lwo,D}  
s?fEorG  
3. 参数:准直输入光源 NE3/>5  
Yp8XZ 3  
yVJ)JhV  
tf1Y5P$  
4. 参数:SLM透射函数 Q8]S6,pt  
=#wE*6T9  
v+dT7* ^@  
5. 由理想系统到实际系统 Ye^xV,U@  
@&9< )1F  
xsrdHP1  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 rP/W,! 7:K  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 = N:5#A  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 mXM U  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 >feeVk  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Fl"LK:)  
u/wWD@,  
k9c`[M  
6'e 'UD  
B*^QTJ  
应用示例详细内容 W#wC  
'lgS) m  
仿真&结果 Bma.Uln  
6^FUuj.  
1. VirtualLab中SLM的仿真 U;gy4rj  
9Z3Vf[n5\  
 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)。 SL<EZn0F9  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 H{_6e6`e.  
 为优化计算加入一个旋转平面 ~c\2'  
[kPl7[OL  
-NDB.~E^DJ  
Ju.T.)H  
2. 参数:双凸球面透镜 nzU0=w}V  
Cio (Ptt:  
|voZ0U  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ESe$6)P  
 由于对称形状,前后焦距一致。 fOk(ivYy  
 参数是对应波长532nm。 j'UW gwB  
 透镜材料N-BK7。 q-e3;$  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 p#gf^Y5  
yWi?2   
,rhNXx  
2}5@: cwR+  
K{FBrh  
$@[Mo   
3. 结果:双凸球面透镜 cOP%R_ak?  
1#2L9Bi  
I3Ad+]v  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。  x![ut  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 mf2Qu  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 }jg,[jw_"X  
\u6/nvZ]N  
i\RB KF  
al4X}  
FXid=&T@0D  
4. 参数:优化球面透镜 yeV|j\TJI.  
/qd~|[Kx:  
T lB+ tV>  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 Ul|htB<1:  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 EsLtC5]  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 hTQ]xN)  
 透镜材料同样为N-BK7。 q)tNH/  
!Eb!y`jK  
1c$c e+n~  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 IpVtbDW  
UR[UZ4G  
f5.Be%  
/? Bu^KX  
5. 结果:优化的球面透镜 &GI'-i  
[ _&z+  
Ia>~ph#]{`  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 T?D]]x  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 F>5)Clq  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 $XrX(l5  
tSaD=#v  
A)nE+ec1  
OC`Mzf%.  
6. 参数:非球面透镜 KocNJ TB  
N\ zUQ J  
='HLA-uT  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 Ewo6Q){X  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 M =GF@C;b  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ,f[Oy:fr  
p[D,.0SuC  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 QH6_nZY  
<&}N[  
qWI8 >my11  
>):>Pz%U  
MNKY J  
7. 结果:非球面透镜 .WW|v  
v79\(BX  
\B8[UZA.&  
 生成期望的高帽光束形状。 }yM!o`90  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 \p J<@  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 \2)~dV:6+  
]U5/!e  
$eh>.c'&]  
\xOv9(  
:z+l=d:4  
8. 总结  6Xt c3  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 E)( Rhvij  
]U3@V#*  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 O)}5`0@L  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 S{qsq\X  
Yf x'7gj  
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。 [u/Wh+  
-@`!p  
扩展阅读 ,a} vx"~  
IL<@UWs6  
扩展阅读 5=P*<Dnj  
 开始视频 CrEC@5 j  
-     光路图介绍 'E#Bz"T  
 该应用示例相关文件: -2*Pm1\Z  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 7.C~ OrGR  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
rFYw6&;vOi  
a &tl@y1  
s;YuB#Z  
QQ:2987619807 Y kcN-  
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