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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)  XF>!~D  
应用示例简述 5Vdy:l  
1. 系统细节 c/=\YeR  
 光源 }jP/XO1f  
— 高斯激光束 ~0o>B$xJ  
 组件 W6r3v)~  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 5|`./+Ghk  
— 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 sHV?njZd  
 探测器 Y4lNxvY  
— 视觉感知的仿真 eht>4)  
— 高帽,转换效率,信噪比 rmFcSolt,f  
 建模/设计 7AqbfLO  
— 场追迹: /n:Q>8^n'W  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 \@T;/Pj{[  
e2>AL  
2. 系统说明 $Y\7E/T  
&" 5Yt&{  
~]9EhC'l  
t! u>l  
3. 建模&设计结果 kw7E<aF!  
&m]jYvRc  
不同真实傅里叶透镜的结果: $" =3e]<  
/ %F,  
0zsmZ]b5E  
2T@?&N^OD  
4. 总结 &' y}L'  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 b`Jsu!?{  
g706*o)h  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 glkH??S  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 OB^j b8  
gNkBHwv  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 K$s{e0 79  
?%D nIl>  
应用示例详细内容 TN08 ,:k  
A6E~GJa  
系统参数 )(c%QWz  
IJ:JH=8  
1. 该应用实例的内容 0,8RA_Ca}  
Qw"%Xk  
LWN9 D  
Hq?dqg'%~  
H:WuMwD4  
2. 仿真任务 mgodvX  
64<*\z_  
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。 9A|9:OdG1  
RX^Xtc"  
3. 参数:准直输入光源 [9F  
F ^m;xy  
ZXIz.GFy+  
I= cayR  
4. 参数:SLM透射函数 t8.3  
jz>b>;  
M=4b  
5. 由理想系统到实际系统 @~&^1%37)  
Q~rE+?n9 F  
}gE^HH'  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 WZP1g kX&M  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ;hEeFJ=/G  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 ZG~d<kM&8s  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 w02C1oGfx  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ''q#zEf6  
OsRizcgdA  
_NpxV'E  
Q]$pg5O  
<,U$Y>  
应用示例详细内容 T {=&>pNK[  
O.8k [Ht  
仿真&结果 VtGZB3  
"3_GFq  
1. VirtualLab中SLM的仿真 #)iPvV'  
R D?52\  
 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)。 O]j<$GG!  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 eF' l_*  
 为优化计算加入一个旋转平面 n?9FJOqi  
1 (e64w@  
FC]n?1?<(  
:sA UV79M  
2. 参数:双凸球面透镜 rfr]bq5  
.S4%Q9l  
+Y$EZL.A  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 +wI<w|!  
 由于对称形状,前后焦距一致。 fX>y^s?y  
 参数是对应波长532nm。 FJT0lC  
 透镜材料N-BK7。 vskp1Wi(  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 /a6i`  
SzfMQ@~  
^ohIJcI-  
*>xCX  
.nEiYS|T  
Z'|k M!  
3. 结果:双凸球面透镜 3 .KNAObO  
dQO 5  
oa`7ClzD  
 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。 }02(Y!Gh  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ${gO=Z  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Lg|d[*;'7  
uf"(b"N0  
T8yMaC  
wzBw5n f\  
\Pe+]4R-Xo  
4. 参数:优化球面透镜 J93xxj  
zJ@^Bw;A^@  
LC\U6J't1  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 Ds#BfP7a  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 0Q)YZ2  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ;WgUhA ;q  
 透镜材料同样为N-BK7。 wN :"(mQ  
:+"H h%  
<Y$( l szT  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ;uzLa%JQ  
2( m#WK7>F  
+(^H L3  
?-)v{4{s  
5. 结果:优化的球面透镜 h[Uo6`  
!SIk9~rJ  
B&6lG!K'?  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 vTTXeS-b  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ia_l P  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 B-PX/Q  
4IvT}Us#+  
"fW }6pS  
?Ygd|a5  
6. 参数:非球面透镜 ? Dn}  
3rjKwh7  
D3%2O`9  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 JYv<QsD  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 TBRG D l  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 8m=O408Q  
k+vfZ9bD(J  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 QHc([%oV  
NFKvgd@  
}r!hm?e  
ou- uZ"$,c  
`uH7~ r^  
7. 结果:非球面透镜 b&dv("e 4  
y*6/VSRkt4  
xc\zRsY`  
 生成期望的高帽光束形状。 w~ON861  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 m^=El7+  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 '4Fwh]Ee  
,>8w|951'  
n?;rWq"  
6U.|0mG[  
QR_h#N2h  
8. 总结 ~_c1h@  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 5t"FNL <(M  
xV 2C4K  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Q WEE%}\3}  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 =0!j"z=  
ODhq `?(N  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 qmt9J?$k  
7 nFOV Z  
扩展阅读 $/B~bJC  
j@ D,2B;  
扩展阅读 {]Hv*{ ]  
 开始视频 q b/}&J7+  
-     光路图介绍 ^_<|~  
 该应用示例相关文件: }m~MN4 l  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 7CvBE;i  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
"WUS?Q  
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QQ:2987619807 d7 H*F  
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