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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) BabaKSm}LP  
应用示例简述 QM,#:m1o  
1. 系统细节 \gA!)q.;  
 光源 Gp%po@A&  
— 高斯激光束 ^ h=QpH  
 组件 )O'LE&kQ|  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ^PG"  
— 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 "@ >6<(Ki  
 探测器 (/y8KG 3  
— 视觉感知的仿真 zt.k Nb  
— 高帽,转换效率,信噪比 3W1Lh~Av  
 建模/设计 s'HsLe0|  
— 场追迹: *%xbn8  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 %=**cvVy  
o78u>Oy  
2. 系统说明 c^}G=Z1@  
RZ6y5  
%QP[/5vQ  
"vGh/sXW  
3. 建模&设计结果 Q2 q~m8(  
!Asncc G  
不同真实傅里叶透镜的结果: ]4aPn  
gL<n?FG4b  
(MGg r  
JFv70rBe  
4. 总结 fPe S;  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Vr2A7kq  
qbyYNlXqm  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 zgD?e?yPO  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 u(vZOf]jL  
CR4O#f8\  
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。 6_mi9_w  
&'6/H/J  
应用示例详细内容 ?Q:SVxzUd  
!}Xoqamm  
系统参数 Es>' N3A z  
pRQ7rT',v  
1. 该应用实例的内容 fHiL%]z  
~5 6&!4  
=.`\V]  
CL0 lMZ  
s;A7:_z#7  
2. 仿真任务 z;JV3) E  
$J1`.Q>)4  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 `v -[&  
"Enb   
3. 参数:准直输入光源 SkuR~!  
L{/% "2>  
!wp1Df[  
x3n9|Uud  
4. 参数:SLM透射函数 |WB-Ng  
&S4*x|-C&  
.\_):j*  
5. 由理想系统到实际系统 n/ KO{:  
B*tYp  
EE 9w^.3a  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ]I|(/+}M  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 @c^ Dl  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 kZe<<iv  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 B[8bkFS>]  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 jG>W+lq  
[}szM^  
,HP }}K+S  
^ ]9K>}  
pU_3Z3CeE  
应用示例详细内容 :#:|:q.]  
((ebSu2-?$  
仿真&结果 tV !?Ol  
_ [k \S|iY  
1. VirtualLab中SLM的仿真 K]|UdNo  
N3"JouP  
 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)。  VAiJL  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ,X4b~)  
 为优化计算加入一个旋转平面 hywcj\[  
Qvp"gut)%X  
SnE^\I^O  
i~h@}0WR"  
2. 参数:双凸球面透镜 \%<M[r=  
0&s6PS%  
i#-v4g  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 8m"k3:e^  
 由于对称形状,前后焦距一致。 k6CXuU  
 参数是对应波长532nm。 /\%<VBx ?q  
 透镜材料N-BK7。 C*mVM!D);!  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 uw\@~ ,d  
AW5iwq6p  
t5{P'v9J  
t@!n?j I  
$Ivjcs:  
3en 9TB  
3. 结果:双凸球面透镜 oPi>]#X  
BwT[SI<Sg  
IV,4BQ$  
 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。 i}vJI}S.$  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ujV{AF`JfB  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ?4':~;~  
N|DfE{,  
8e?/LA%MU  
uG\~Hxqw7O  
PCl5,]B}  
4. 参数:优化球面透镜 >[ B.y  
ny{C,1QG  
6 \8d6x>  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 `=Ip>7T&  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 (H_dZL  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 [NSslVr  
 透镜材料同样为N-BK7。 [[|#}D:L  
-,")GA+[7  
F CYGXtc  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 2iNLm6"  
{JfQQP&FV  
vh\i ^  
AA5G` LiT  
5. 结果:优化的球面透镜 c~hH 7/v  
s!(R  
 w*`:v$  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 /1 EAj  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 [|:{qQyD  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 $0[T<]{/?  
 rDFrreQP  
=2&\<Q_Fi  
0%bCP/  
6. 参数:非球面透镜 z3a GK  
*aCL/:  
yX!fj\R  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 @JGmOwZ  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 lgews"  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 gC?}1]9c  
uq3pk3 )W9  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 hi,=" /9  
]({ -vG\m  
}<WJR Y6j  
eDpi0htm  
KSs1EmB  
7. 结果:非球面透镜 &%fcGNzJQ  
=n,;S W  
<ww D*t  
 生成期望的高帽光束形状。 H?"M&mF  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ]+:yfDtZd  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 3A,N1OXG  
fAJyD`]Z  
9p8ajlYg,  
8;gi8Y  
y11^q*}  
8. 总结 ?J2{6,}O*.  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 !*v% s  
jz f~n~  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ?d%)R*3IX  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。  /!ElAL  
nWsRa uY  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 _\>y[e["p  
L$=R/l  
扩展阅读 NAo.79   
5.^pD9[mT  
扩展阅读 br=e+]C Y)  
 开始视频 |it*w\+M  
-     光路图介绍 . Z&5TK4I  
 该应用示例相关文件: `p\%ha!,w  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 bbjba36RO  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
ZSNbf|ldiE  
b=Nsz$[  
CRo'r/G  
QQ:2987619807 ).kU7;0  
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