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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) OlhfBu)~ 应用示例简述 "xZ]i) 1. 系统细节 0CI?[R\ 光源 )F&@ M;2p' — 高斯激光束 rq9{m( 组件 v vlfL*f — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Vn? %w~0! — 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 FCQoz"M 探测器 3tI=?E# — 视觉感知的仿真 #/@U|g — 高帽,转换效率,信噪比 W5(t+$L. 建模/设计 lDV8< — 场追迹: `|wH= 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ,T"pUe VJ -2|D(
sO 2. 系统说明 ;_K+b, #})Oz| c
rwFR5 8,YF>O& 3. 建模&设计结果 y?<[g;MuT BHn`e~ 不同真实傅里叶透镜的结果: m\7-/e2a M$-4.+G
KSVIX!EsX F/ 2@%,2n 4. 总结 ~wDmt 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 0~A<AF*t *jGB/ y 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 N<hbV0$ % 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 J"|)?$d]z PqPLy 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 COFs?L.` =nFT0]; 应用示例详细内容 66D<Up'K 9 f-T>} 系统参数 aRq7x~j
)\ ,Ng3!2&$e 1. 该应用实例的内容 v6oPAqj,r <,Sy:>:" @S?.`o Q6,rY(b6 3k;U#H 2. 仿真任务 NUH;GMj,, C-qsyJgZy 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。 h@Ea$1'e, KU-z;}9s 3. 参数:准直输入光源 cAyR)Y!I XZcsx
Cd'P !/< 5.9!9r 4. 参数:SLM透射函数 POH>!lHu =/6.4;8
Z/q%%(fh 0 5. 由理想系统到实际系统 H; TmG<S cLr? B;FS \*LMc69
用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 z"}k\B-5 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 @[=*w`1 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 {,IWjt &> 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ol!o8M%Q 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 huvg'Yt
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T 6QnCmB4 TzPx4L6? 应用示例详细内容 \^Y#"zXo1 x)"=*Jj 仿真&结果 W{ eu_ 8o -?Y.2 1. VirtualLab中SLM的仿真 ez(4TtT Da-F(^E 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 E>4#j
PK 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 d/Py, 为优化计算加入一个旋转平面 cnLC> _hY v^@L?{"}8 ~lDLdUs yp@mxI@1 2. 参数:双凸球面透镜 x ?^c:`. ^{6Y7T] >=U$s@ 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 r0\bi6;s/ 由于对称形状,前后焦距一致。 /4_}wi\ 参数是对应波长532nm。 ljiq +tT 透镜材料N-BK7。 H kg@M?( 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 H5&>Eny 7[D0n7B@
tH_#q"@) 44%H? ,d
`b\4h/~ IC}zgvcW 3. 结果:双凸球面透镜 lg8~`96 'Fonn FblGFm"P 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。 bzJKoxU 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 uFok'3!g7% 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 2$\f !6p 6,@M0CX
$hKgTf? G x,D'H'
+vU.#C_2 4. 参数:优化球面透镜 3_h%g$04s fLD9RZ8_ (XW#,=rYk 然后,使用一个优化后的球面透镜。 k&~vVx 通过优化曲率半径获得最小波像差。 E_H1X'|qS4 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 SQ.4IWT(hR 透镜材料同样为N-BK7。 &McmA c<H4rB I*
bjE' 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 'R'>`?Nh #e|eWi>
~(Tz < +\W"n_PPy 5. 结果:优化的球面透镜 26Yg?:kP mdZELRu <!+o8z] 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 JHQ8o5bEQp 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 .1pEq~> 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 TWs|lhC7!
B}M J?uvA
=?f}h{8x> Wt`D 6. 参数:非球面透镜 w(G(Q>GI N!m%~},s// djSN{>S 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 }`MO}Pz 非球面透镜材料同样为N-BK7。 G`
8j ^H, 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Gg!))I+ fg1y@Dj/& 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 )R|7> 97 fC-^[Af) 1z`,*eD7
zJsoenU gO/(/e>P 7. 结果:非球面透镜 x$Dv&4 :rj78_e9 Q0--.Q=:Y 生成期望的高帽光束形状。 t/$xzsoJZr 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 C{ti>'"V 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 u qyf3bK |`okIqp
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|4c==7. eeDhTw9 8. 总结 F9<OKcXH 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 7*5ctc!dG dL\8^L 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 w\mF2h 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~3%3{aa g\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。 x L BG}C C:K\-P9 扩展阅读 Jt)~h,68 t#q>U%! 扩展阅读 6a@~;!GlI 开始视频 S?{5DxilO - 光路图介绍 saT9%?4- 该应用示例相关文件: Y;w]u_ - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 VZ,T`8" - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 zb" hy"hKw \PFx#
:-c $ {+.1"/[ QQ:2987619807 Lm?*p>\Q
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