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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) y#<MV H  
应用示例简述 *<'M!iRC  
1. 系统细节 !>(RK"KWq]  
 光源 "{E q hR~  
— 高斯激光束 +-a&2J;J'  
 组件 J R PSvP\  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 $>R(W=Q  
— 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 RkuuogZ  
 探测器 -/D|]qqHm  
— 视觉感知的仿真 rxO2js  
— 高帽,转换效率,信噪比 }#v{`Sn%^C  
 建模/设计 {S<>&?XB  
— 场追迹:  ?W0(|9  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 =6=_/q2  
+ q''y  
2. 系统说明 +jqj6O@Tjr  
4.K'\S  
v8I{XU@%  
#*c F8NV-  
3. 建模&设计结果 m~],nl  
Q0{z).&\(e  
不同真实傅里叶透镜的结果: #)`A7 $/,  
=/+#PVO  
>?YNW   
3,);0@I  
4. 总结 Ra3ukYG[  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 8@M'[jT  
m= b~i^@  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 C2<CWPn<  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 @("}]/O V:  
On1v<SD$[  
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。 )~rB}>^Z  
`BnP[jF  
应用示例详细内容 n+D#k 8{  
]v5-~E!  
系统参数 VG*'"y *%w  
kDB iBNdB  
1. 该应用实例的内容 (tl}q3U  
2 Y|D'^  
t#<KxwhcN  
cCxi{a1uo  
u{bL-a8}  
2. 仿真任务 :w?7j_p#  
IX?ZbtdX$`  
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。 F* #h9 Y  
[.q(h/b  
3. 参数:准直输入光源 -{9Gagy2&  
zH'2s-.bi  
aQcN&UA@  
<]8^J}8T{D  
4. 参数:SLM透射函数 ,.g}W~S)  
Q-zdJt  
C>*n9l[M~  
5. 由理想系统到实际系统 M^H90GN)X  
wq4nMY:#  
7aQcP  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 p\U*;'hv  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 >;i\v7  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 NygI67  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 (L|}`  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 d.pp3D 9/  
e`sw*m5  
,deUsc  
kUHie   
_ K/swT{f  
应用示例详细内容 `)[dVfxA  
yx0Q+Sm1:  
仿真&结果 ^'B-sz{{  
V:\]cGA{  
1. VirtualLab中SLM的仿真 k!doIMj  
tF`MT%{Va  
 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)。 KzkgWMM  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ~tNY"{OV#  
 为优化计算加入一个旋转平面 k,X74D+  
Lp~^*j(  
8X~h?^Vz  
797X71>  
2. 参数:双凸球面透镜 Tiprdvm<  
wZv-b*4  
z{6 YC~  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 >Me]m<$E;  
 由于对称形状,前后焦距一致。 Za!w#j%h  
 参数是对应波长532nm。 -SJSTO[/J  
 透镜材料N-BK7。 ~Oh=   
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 l7Lj[d<n  
wsfysat$  
XOxB (0@  
sPpS~wk*  
%FlA ":W  
(b|#n|~?YL  
3. 结果:双凸球面透镜 u&SZ lkf6%  
Xb+3Xn0}&8  
S$K}v,8.sr  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 kZK//YN#  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 M;qb7Mu  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 wA r~<  
f N0bIE Y  
\ 522,n`  
6+Jry@  
Bj&_IDs4  
4. 参数:优化球面透镜 "!a`ygqpT  
y.fs,!|%@  
%|jzEBz@  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 C.HYS S  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 &>V/X{>$`K  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 " <*nZ~nE)  
 透镜材料同样为N-BK7。 F(E<,l2[  
A: c]1  
|1i]L@&  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 cdN/Qy  
3]_qj*V  
4 iKR{P6  
IwM8#6;S~  
5. 结果:优化的球面透镜 =Pj@g/25u  
IW]*i?L  
0`Gai2\1@  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 KJ pj  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 I)rGOda{  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 \KN dZC?V2  
Uf^RLdoDn  
Lxz  
wH#-mu#Yl<  
6. 参数:非球面透镜 f^u^-l  
_lNC<7+#h  
+Tp%5+E  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 0&Qsk!-B  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 8Yxhd .  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 }<.7xz|V  
$mD>r x  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 2pjW,I!`  
Ny B&uf  
1N>6rN  
>j) w\i  
}R`Irxv4  
7. 结果:非球面透镜 w'|&5cS  
srsK:%`  
:;q>31:h  
 生成期望的高帽光束形状。 Vk WO}  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 3y/1!A3  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 U|9U(il  
% <^[j^j}o  
Tt`L(oF  
^t`f1rGR  
E3LBPXK  
8. 总结 -`Da`ml  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 0n\^$WY  
Uld_X\;Q4  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 'xQna+%h  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 R04.K !  
iwB8I^  
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。 kpl~/i`4  
;x,+*%  
扩展阅读 0GS{F8f~,  
g)X7FxS,z  
扩展阅读 k?o^5@b/  
 开始视频 B'<!k7Ewy  
-     光路图介绍 a5X`jo  
 该应用示例相关文件: O<4Q$|=&?  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 N?\bBt@  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
vlAO z  
hx*HY%\P  
>'eB2  
QQ:2987619807 lj4%(rB=  
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