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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) !hFzIp  
应用示例简述 n8E3w:A-  
1. 系统细节 .6!cHL3ln  
 光源 -d9L  
— 高斯激光束 2:@,~{`#*  
 组件 i#NtiZ.t=  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 `PZ\3SC'i  
— 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 5)Z:J  
 探测器 O5MV&Zb(  
— 视觉感知的仿真 )<%CI#s#  
— 高帽,转换效率,信噪比 QFK'r\3 pU  
 建模/设计 $O&N  
— 场追迹: #@' B\!<@=  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 DUSQh+C  
 1p K(tm  
2. 系统说明 P2&0bNY  
mPF<2:)wv  
e,xJ%f  
G6}!PEwM  
3. 建模&设计结果 ykRd+H-t  
u+y3( 0  
不同真实傅里叶透镜的结果: s",G w]8  
Q,M,^_  
T_q M@/f  
?\I@w4  
4. 总结 0dIGX |e  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 DR @yd,  
HWIn.ij  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 1,:QrhC  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 fRxn,HyV  
n2dOCntN>  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 D^xg2D  
:]4s;q:m  
应用示例详细内容 /oZvm   
g##<d(e!}  
系统参数 p(-EtxP  
m7`S@qG  
1. 该应用实例的内容 Ga+Cb2$  
qfdL *D  
S'`G7ht  
{H>Tv,v|  
q6hH]Q>w*  
2. 仿真任务 PZvc4  
]N,'3`&::  
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。 LN) yQ-  
O 3?^P"C  
3. 参数:准直输入光源 j >`FZKxp  
{3SK|J`  
P)LQ=b}V#;  
qW*k|;S  
4. 参数:SLM透射函数 #V)l>  
FRL;fF  
X40JCQx{+  
5. 由理想系统到实际系统 Q"Exmn3p  
I FvigDj?  
9=FH2|Z  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 -7XaS&.4  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 O$x +>^  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 ]T(qk  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ZFh[xg'0  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 mI\[L2x  
?%%vQ ?  
~}/_QlX` K  
GY5JPl  
@+_pj.D  
应用示例详细内容 F&#I[]#  
?v-!`J>EF#  
仿真&结果 <Fv7JPN%  
Z"KrirZ  
1. VirtualLab中SLM的仿真 -;;m/QM  
DZ $O%  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 OlptO60{ ]  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 mwn$ey&QE  
 为优化计算加入一个旋转平面  z).&0K  
\ [M4[Qlq  
KZ1m 2R}'  
o.Bbb=*rZ  
2. 参数:双凸球面透镜 [z*1#lj S  
_mQj=  
Z#l6BXK  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Z^Wv(:Nr  
 由于对称形状,前后焦距一致。 |Bv,*7i&  
 参数是对应波长532nm。  ;5  
 透镜材料N-BK7。 1bDAi2 H  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 5Q:49S47  
#Uep|A  
+QOK]NJN  
{9) HB:  
w_;$ahsu~  
+VJyGbOcC  
3. 结果:双凸球面透镜 ynf!1!4  
(]VY==t~  
G)f!AuN=  
 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。 ^rO!-  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 uJ fXe  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 iSfRo 31  
$"}[\>e*{  
^; }Y ZBy  
-s7!:MB%g  
3hEbM'L  
4. 参数:优化球面透镜 2S4SG\  
ah(k!0PV  
cxFyN ;7  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 )>iPx.hVSS  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 16nU`TN  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 PsS.lhj0"  
 透镜材料同样为N-BK7。 ~BE=z:  
,Ij/ ^EC}  
r gi4>  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 B?e] Ht  
W59xe&l  
g5x>}@ONq7  
?k@;,l :s  
5. 结果:优化的球面透镜 K$s{e0 79  
!CY*SGO  
8o).q}>&  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 NF-@Q@  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 )jjaY1E  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 o3NB3@uj<  
*iyc,f^w  
9[ o$/x}  
O*n@!ye  
6. 参数:非球面透镜 Adfnd  
*Uf>Xr&  
& IsPqO  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 gO@LJ  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Id>I.e4  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 *D`$oK,U  
N| P?!G-=  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 C}pQFL{B5  
=rkW325O  
F[)tg#}@G  
F ^m;xy  
ZXIz.GFy+  
7. 结果:非球面透镜 I= cayR  
t8.3  
8.7lc2aX  
 生成期望的高帽光束形状。 M=4b  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 qd~9uo&[Ig  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Q~rE+?n9 F  
?V(+Cc  
WZP1g kX&M  
HXPq+  
ZG~d<kM&8s  
8. 总结 w02C1oGfx  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ''q#zEf6  
|8)\8b|VuC  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 h}DKFrHW;-  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Q]$pg5O  
ep*8*GmP  
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。 s3K!~v\L]  
58eO|c(  
扩展阅读 `lt[Q>Z  
[| N73m,&  
扩展阅读 {.e^1qE  
 开始视频  NfmHa  
-     光路图介绍 NK:! U  
 该应用示例相关文件: 9kbczL^Y  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 +c__U Qx  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
(CJx Y(1K  
3~Ap1_9  
 [ A 7{}  
QQ:2987619807 9o3?  
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