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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) LE8<JMB  
应用示例简述 qi,) l*?f  
1. 系统细节 G WIsT\J  
 光源 *cb|9elF^  
— 高斯激光束 rt+4-WuK>  
 组件 7H3v[ f^Q  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 @Go_5X(  
— 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 z&%i"IY  
 探测器 T)mQ+&|  
— 视觉感知的仿真 ?6:qAFw  
— 高帽,转换效率,信噪比 P~\rP6 ;  
 建模/设计 H~j@n!)  
— 场追迹: ztO)~uL  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 +dCDk* /m  
A 6S0dX  
2. 系统说明 6(8 F4[D  
{ W,5]-  
9\_s&p=:.  
J8:s=#5  
3. 建模&设计结果 ]F y' M  
xvTtA61Vp  
不同真实傅里叶透镜的结果: mo| D  
egq,)6>  
vvxxwZa=O  
t=P+m   
4. 总结 xTAfV N  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 2b$>1O&2  
Orq/38:4G  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 'NtI bS  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {>ba7-Cy+y  
~wa4kS<>  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 .\XRkr'-  
E22o-nI?1  
应用示例详细内容 OWvblEBF  
oZ%uq78#[%  
系统参数 ~}_^$l8#-Q  
P'<i3#;7X  
1. 该应用实例的内容 lju5+0BSb  
)O[8 D  
2|,$#V=  
Lvf<g}?4  
TQn!MUj/^  
2. 仿真任务 45JL{YRN  
s$#64"F  
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。 t1Ts!Q2  
-m`|Sq  
3. 参数:准直输入光源 iWt%Boyi  
_`?0w#> 0  
g}+|0FTV  
q'jOI_b  
4. 参数:SLM透射函数 FF8jW1  
Vl^x_gs#_]  
IUOf/mM5  
5. 由理想系统到实际系统 Q6(~VvC-  
WDw<kX6p  
<f7 O3 >  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 =i)%AnZ^9  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ^(;x-d3  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 gclj:7U  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 :a*>PMTn  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ':4ny]F  
2VV>?s  
?i<l7   
oywPPVxj  
?6 2zv[#  
应用示例详细内容 ;<i u*a  
DGJ:#U E  
仿真&结果 ?^|[Yzk  
 hE:~~ox  
1. VirtualLab中SLM的仿真 M{L<aYe  
@* hv|zjs  
 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)。 QbdXt%gZe  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 URVW5c  
 为优化计算加入一个旋转平面 }d5]N  
qK'mF#n0#  
UA.Tp[u  
0s`6d;  
2. 参数:双凸球面透镜 ]{tWfv|Xg8  
8g=O0Gb  
7T[L5-g  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 jZIT[HM  
 由于对称形状,前后焦距一致。 `)O9 '568  
 参数是对应波长532nm。 IEm?'o:  
 透镜材料N-BK7。 z"6o|]9I  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 lZwjrU| _  
Hl$qmq  
+/&rO,Ql  
;*5z&1O  
%>K(IR pMW  
`pbCPa{Y  
3. 结果:双凸球面透镜 U,b80%k:  
}'<Z&NW6  
$idToOkw  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 3+>R%TX6i<  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 p cD}SY  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 *`OXgkQ  
v_5O*F7)  
A#$l;M.3R  
f.ua,,P.  
/;_$:`|/  
4. 参数:优化球面透镜 <2*+Y|Lk2  
 mTH[*Y,  
~JZLWTEe  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 #NT~GhWFf  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 i8<5|du&?  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 8k{XUn  
 透镜材料同样为N-BK7。 TFbc@rfB  
~RLjL"  
nILUo2e~  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 f$ /C.E  
:V8oWMY  
v*excl~  
{(-TWh7V  
5. 结果:优化的球面透镜 ~DLxIe  
Y+S<?8pA  
bIt{kzuQC  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 <mLU-'c@  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 F\+9u$=  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 937<:zo:  
jhG6,;1zMI  
`iuQ.I  
(N}\Wft%  
6. 参数:非球面透镜 El`G<esX  
@bkSA  
a&)$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。 6wiuNGZb  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 I2{zy|&  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 eJOo~HIWQ  
(4l M3clF  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 _uh@fRyh  
;).QhHeg>  
q+YK NXI  
.Xta;Py|J  
!H^R_GC  
7. 结果:非球面透镜 g[2[ zIB=  
1i Y?t  
1g!%ej jd  
 生成期望的高帽光束形状。 aLevml2:T  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 c1%ki%J#  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ue *mTMN  
:B/u>  
S r7EcT-  
az:lG(ZGw  
^oHK.x#{  
8. 总结 x@@k_'~t%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \LS s@\$ g  
'vIVsv<p  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ELV$!f|u  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 =>C3IR/  
UJX5}36  
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。 AQBr{^inH|  
<CP't[  
扩展阅读 h1_KZ[X  
wCr+/" t  
扩展阅读 `H;O! ty&d  
 开始视频 3Z)vJC9'  
-     光路图介绍 +>h'^/rAE  
 该应用示例相关文件: N'5!4JUI  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 47/YD y%  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
$uNYus^vS  
d 7QWK(d  
< uzDuBN  
QQ:2987619807 o@\q6xl.  
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