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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) ""_%u'7t5I 应用示例简述 *|3G"B{w6 1. 系统细节 rL6Y4u0e% 光源 -D^v:aC — 高斯激光束 sN@=Ri?\ 组件 3TNj*jo — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Y
i`wj^ — 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 `:fh$V5J> 探测器
_'U(q\ri — 视觉感知的仿真 d0G d5% — 高帽,转换效率,信噪比 *#sY-G d 建模/设计 Q=F4ZrNqD — 场追迹: 4So
,m0v 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 =(p]L n4DKLAl 2. 系统说明 jmn<gJ2Of o=I.i>c
ew|e66Tw$ 5>S)+p 3. 建模&设计结果
Aiqn6BX{ 7H_*1_%ZQ 不同真实傅里叶透镜的结果: unAu8k^ G[a&r
KDJ-IXoU p!H'JNG 4. 总结 *.A{p ;JC( 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 !)LVZfQ0 &Q[|FO;[ 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 a>BPK"K2 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0yBiio ;Zw? tU 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。 asKAHVT( "D7wtpJ 应用示例详细内容 ;;7:l,vy Q<2`ek 系统参数 b'
fcWp0 6"u"B-cz 1. 该应用实例的内容 .dTXC' N:&EFfg3 nn{PhyK R}HNi(%" tY!GJusd 2. 仿真任务 +$\/HO +VRM:& 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 l1ViUY&Z ja+PVf 3. 参数:准直输入光源 whh#J
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% O\zYtQR +9R@cUr 4. 参数:SLM透射函数 &v g[k#5 %v,a3^Qu
wlw`%z-B2 5. 由理想系统到实际系统 YzeNr* +vO;J n1;zml:7_ 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 WADAp\& 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ^H~g7&f9?N 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 K%WG[p\Eu 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 Ktn:6=, 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 DW0N}>Gp*
NM0s*s42 w>TTu:
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H_d^Xk QZ dd:vQOF; 应用示例详细内容 D /bF
o3(:R0 仿真&结果 OI^sd_gkZ qw6i|JM% 1. VirtualLab中SLM的仿真 1}ws@hU w5*
Z\t5 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ~+CEek 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 F-%Hw 为优化计算加入一个旋转平面 e)*-<AGwC i 2l/y,UX \"1%>O* T$*#q('1"} 2. 参数:双凸球面透镜 rBZ0Fx$/[ c)4L3W-x= e>g>)!F 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 H_FT%`iM 由于对称形状,前后焦距一致。 $nr=4'yZ 参数是对应波长532nm。 8'#L+$O &N 透镜材料N-BK7。
4n6t(/]b< 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ~'w]%rh! y_LFkZ
qijQRxS #MUY!
@wcrtf~{)& Nj=0bg"Qg5 3. 结果:双凸球面透镜 P71] Z {h0T_8L/ ToM1#]4 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。 z>z9xG' 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 gubw&W 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 pMd!Jl#(N
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NK6~qWsu 4. 参数:优化球面透镜 qW`DCZu $g_|U:, m2[]`Ir^@ 然后,使用一个优化后的球面透镜。 #@L5yy2 通过优化曲率半径获得最小波像差。 jwmPy)X|s\ 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ^J'O8G$ 透镜材料同样为N-BK7。 ca<OG;R^ LjCUkbzQF 7ygz52 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 &Gs/#2XQ ';xp+,'}\
lf#5X)V Dg*'n 5. 结果:优化的球面透镜 >~jl0!2z@ -+[~eqRB lUd4`r" 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 8Y [4JXUK 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 l~mj>$ 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 'm0_pM1:D
QL:Qzr[
>dXB)yl d)GR]^=r 6. 参数:非球面透镜 F},kfCFF `=%G&_3_< E+cx8( 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 =!u]t&yv 非球面透镜材料同样为N-BK7。 (t5vBUj 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 }Z)YK}_1 e[6Me[b 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Z-3("%_$/ a]!u
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ET(/h/r 6Ev+!!znu 7. 结果:非球面透镜 m -0}Pe9L 9Zr6 KA{ x"A\Z-xxz 生成期望的高帽光束形状。 KQ ^E\,@o 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 qv[w
1;U" 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 NR"C@3kD]o A@Cvx7X
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{4*5Z[ E {UhM q7 8. 总结 WW-}c;cnK 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ,6ae='=d ni6zo~+W] 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 iD/+#UTY 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 zXk^ugFy 8 %p+:6kP5 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。 Q.Y6 ,{_56j^d, 扩展阅读 SNf~%B?`L rNICK2Ah 扩展阅读 #)s
+I2 开始视频 :lu "14 - 光路图介绍 5sSAH 该应用示例相关文件: 7!;zkou - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 }{mS" - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 yv: Op\;R `|mV~F| /T2 v`Li QQ:2987619807 >1HXC2 Y
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