| 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) "EkO>M/fr 应用示例简述 Z4zMa& 1. 系统细节 6}lEeMRW 光源 {QkH%jj — 高斯激光束 \~j(ui| 组件 X1qj
l_A — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 cDyC&}:f — 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 N!&VBx^z 探测器 "A`'~]/hE — 视觉感知的仿真 uQ+$Hzx X — 高帽,转换效率,信噪比 JN-8\L 建模/设计 vrx3O — 场追迹: 3?CpylCO 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 kakWXGeR _JO @O^Ndd 2. 系统说明 /`@>v$oo r_RTtS#
%4K#<b"W 6{WT;W>WT: 3. 建模&设计结果 S|w] Q )`7h,w
J[1 不同真实傅里叶透镜的结果: Z}S tA0F_ gq &85([
(2)9TpE; !Shh$iz 4. 总结 hIr^"kVK 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 YL0RQa .;6bMP[YA 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 >9|+F[Fc 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 lI<8)42yq D8XXm lo 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 B6&Mtm1 #+nv,?@ 应用示例详细内容 8#B;nyGD1I /omVMu 系统参数 `q*ABsj 0q!{&pt 1. 该应用实例的内容 JpiKZG@L I]1fH /RJSkF+! _?<Fc8F ]h@:Y] 2. 仿真任务 ]0E- lD0J Mq$=zsj 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。 xy>mM"DOH &ayoTE^0, 3. 参数:准直输入光源 z"`?<A&u +[+Jd)Z
p(%x&*)f +__Rk1CVh 4. 参数:SLM透射函数 %Kp}Wo6 1XRVbQt
dGjvSK<1@ 5. 由理想系统到实际系统 krU2S- V"73^ ~qH@Kz\% 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 R)z|("%ec 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 .EQFHStr 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 qZG >FC37 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 U>XGJQ<NS 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 _i#Z'4?2E
HL]?CWtGP tB.9Ov*
KNhH4K2iP8 lLv0lf 应用示例详细内容 cAS5&T< sYzG_*) 仿真&结果 hV)I
C9 ;z#9>99rH 1. VirtualLab中SLM的仿真 [A47OR +nuQC{^> 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)。 * ?K=;$ 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 qsp,Usu/ 为优化计算加入一个旋转平面 5I14"Qf &k nnWm" <Jx{Uv ia[wVxd 2. 参数:双凸球面透镜 ZpyRvDz EMo6$( -uZ^UG!K 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 [*(MI 9WM 由于对称形状,前后焦距一致。 %j,Ny}a 参数是对应波长532nm。 ;&!l2 UB% 透镜材料N-BK7。 @tA.^k0` 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ZI1RB fR tkmW\
,\M'jV"SK T-\,r
a5iMCmL+ <}=D ?bXw 3. 结果:双凸球面透镜 1NTe@r!y DCm;dh W[jxfZD9v 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 4}CRM# W2 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 e0TnA
N 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 _F,OS<> ra3WLK
B.|vmq,u aj\'qRrU$
#%5>}$ 4. 参数:优化球面透镜 d7&PbITN i0P+,U |lv4X}H 然后,使用一个优化后的球面透镜。 &Fi8@0Fh 通过优化曲率半径获得最小波像差。 V6L_aee}CK 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 P+/L,u 透镜材料同样为N-BK7。 ms$o,[ PIA&s6U 1ysA~2 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 O
Rfl v+ LCG<
`XnFc*L 1 e#seqx 5. 结果:优化的球面透镜 ^Iz.O 1Nz\3]- (Cq-8**dY 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 zb<+x(0y" 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 XEuv
aM 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %guot~S|
Ub"\LUu
sOJ~PRA ;#+#W+0 6. 参数:非球面透镜 $$4% .J26Z ~7m+cWC-+ VKlD"UTk 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,C-U!A 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ,ToED 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 T|m+ULp~ 5xiYCOy 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *cd9[ ~ aV ^2 Ii9vA ^53
,"/_G -&&mkK
B! 7. 结果:非球面透镜 cr!I"kTgD e0qa~5 PQ5DTk 生成期望的高帽光束形状。 )KNFS,5 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 [:o#d`^ 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 C?|gf?1p o%dtf5}(,
Pg:Nz@CQ
7yc:=^ ) NZ_45/(dx 8. 总结 Y8d%L;b[D 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Q=dR[t>^ T4UY%E!0 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$k(|/+ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 g5cR.]oz _E~uuFMn*R 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 )yK!EK\ d ][E;$ 扩展阅读 (d ( whlF 0t9G$23 扩展阅读 Ywni2-)< 开始视频 cB<Zez - 光路图介绍 =gj]R 该应用示例相关文件: WcdU fv(> - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 0
cQf_o - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 (R0 ,Pl[SMt! iX,Qh2(ig QQ:2987619807 mX#T<_=d
|
|