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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) -;_`>OU{ 应用示例简述
~YHy'. 1. 系统细节 Y:C7S~ 光源 >W"gr]R< — 高斯激光束 H4LZNko 组件 O=}4?Xv — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 |p J)w — 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 <,d .`0:y 探测器 HlqvXt\ — 视觉感知的仿真 c0]^V>}cl — 高帽,转换效率,信噪比 2Yt#%bj7^ 建模/设计 9l2,:EQ* — 场追迹: e&f9/rfx 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 5T;M,w6DV @-bX[}. 2. 系统说明 D<$~bUkxR t>|Y-i3cb
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R6~x! 3. 建模&设计结果 ) W)m?% g\&[;v
i 不同真实傅里叶透镜的结果: Dt)\q^bH) z]ZhvH7-
yfeX=h kH1hsDe|&y 4. 总结 ]Mi
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q 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 oK&LYlU v5l)T}Nb 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 i rMZLc6 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。
O[f* ! p+U}oC 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 O{a<f7 W / <WB%O 应用示例详细内容 <b>@'\w9 A_1cM#4 系统参数 Rk.YnA_J6 cVJ"^wgBt 1. 该应用实例的内容 ')t
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emOd<C1A ?F20\D\V C4],7"Sw EZaWEW 2. 仿真任务 )ALPMmlRs `,d*> 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 Ql
a'vcT 'Ca6cm3Tg 3. 参数:准直输入光源 A,i.1U"w8 Sj;B1&
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lxy_O0n 4. 参数:SLM透射函数 F<q'ivj:w i`/_^Fndyu
3TqC.S5+ 5. 由理想系统到实际系统 QU^*(HGip D].!u{## v.:aICB5 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 aAZS^S4v 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 BDSZ ' 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 CI"7* z_ 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ^I03PIy0l 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 %JM:4G|q
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r(xh5{^x 5vs~8|aRo 应用示例详细内容 /!;oO_U:# h\\fb[`` 仿真&结果 GL$!JKWp ehk5U,d 1. VirtualLab中SLM的仿真 Hs/
aU_ uc!j`G*] 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)。 F8M&.TE_3 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 r!SMF]?SJ 为优化计算加入一个旋转平面 iSu7K&X9q x8k7y: i'9aQi"G )QYg[<e6 2. 参数:双凸球面透镜 bA}9He1 g^|}e? H'k $<S 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 d%_=r." Y 由于对称形状,前后焦距一致。 't:$Lx 参数是对应波长532nm。 !z">aIj\6 透镜材料N-BK7。 pgbm2mT9 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 +v.uP [H m ;-FP 2~
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O b'B? e$]` 3. 结果:双凸球面透镜 G165grGFd 0_'(w;!wq: zh`!x{Z?^ 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。 ZoX24C' 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 vD<6BQR 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 eewhT^ TNe,'S,%
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!5,>[^y3 4. 参数:优化球面透镜 ;1qE:x}'H .{+KKa $@G AGaM
&x= 然后,使用一个优化后的球面透镜。 qLrvKoEX2 通过优化曲率半径获得最小波像差。 @}[ >*Xy% 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 q#LB 2M 透镜材料同样为N-BK7。 DV+M;rs +&hhj~I. $VEG1]/svp 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 j("$qpv .*XELP=BT
k=;>*:D% >,c$e' h 5. 结果:优化的球面透镜 dRwOt ZEY="pf 8A q [@i 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 WgHl.
:R 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 HI iMq'H^ 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Br/qOO:n$}
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W|@7I@@$" /$NDH]a 6. 参数:非球面透镜 1{6 BU! '{]1!yMh n(X {|? 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 /V'^$enK!} 非球面透镜材料同样为N-BK7。 =BD} +(3 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。
V|6PKED qHwHP 1 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 GMk\
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pypW /#mq*kNIM6 7. 结果:非球面透镜 B$A`thQp jA'qXc+\ &d,chb( 生成期望的高帽光束形状。 $;O-1# ] 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 _N`'R.va 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 So?.V4aD_ zzlqj){F
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+Dvdv<+ kg,t[Jl 8. 总结 g)Ep'd-w" 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 @ P:b\WCI |E{tS,{OhJ 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 2T3TD% 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 'K|Jg.2 +SM&_b 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 NxOiT#YH 01N]|F: 扩展阅读 O$dcy! v %?y5w 扩展阅读 cZ8lRVaWW 开始视频 bxxazsj^ - 光路图介绍 ^oZz,q
该应用示例相关文件: 0wFa7PyG? - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 >Q(+H-w - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 [G.4S5FX.] +jpaBr-O# CsJ38]=Mt QQ:2987619807 i|`b2msvd
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