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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) dGc>EZSdj  
应用示例简述 *Xd_=@L&B  
1. 系统细节 W&^2Fb  
 光源 SiJX5ydz  
— 高斯激光束 ;Y16I#?;Kh  
 组件 '?!2h'  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ;D<rGkry  
— 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 vGPaWYV  
 探测器 ?Qs>L~  
— 视觉感知的仿真 ?r~](l   
— 高帽,转换效率,信噪比 /t?(IcP5  
 建模/设计 gClDVO  
— 场追迹: __||cQ  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 4HDQj]z/  
2!Ex55  
2. 系统说明 ~LzTqMHM  
G,i%:my7  
@)8C  
wwmODw<tT  
3. 建模&设计结果 v]27+/a$c  
oAp I/o  
不同真实傅里叶透镜的结果: WJL,L[XC  
yc5n   
'C*NyHc  
P^LOrLmo8  
4. 总结 )O%lh 8fI  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 )+9D$m=P;  
rQ$A|GJL  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^q$vyY   
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 _mL9G5~r  
Z_Ma|V?6  
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。 w G Q{  
+=@Z5eu  
应用示例详细内容 \9k{"4jX\  
et]*5Y6  
系统参数 \>/:@4oK  
|@-WC.  
1. 该应用实例的内容 #(*WxVE  
Fk(0q/b  
(^Do#3  
o-Idr{  
{nOK*7+ "  
2. 仿真任务 [I4FU7mpH  
%dT%r=%Y  
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。 v981nJ>w,  
PvT8XSlTx!  
3. 参数:准直输入光源 /9w}[y*E  
1I^Sv  
,n!xzoX_  
0XYO2 k  
4. 参数:SLM透射函数 r rwsj`  
c8"I]Qc7  
Sc~kO4  
5. 由理想系统到实际系统 fZ g*@RR  
BtHvfoT  
MthThsr7  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 fp![Pbms.  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 f|^f^Hu:{  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 #!D5DK@+  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 o"1us75P  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 -X}R(.}x  
My`%gP~%g  
t+(CAP|,  
3MzY]J y(  
rzBWk  
应用示例详细内容 #*]= %-A  
sTqB%$K}  
仿真&结果 .yP 3}Nl  
P*T)/A%4  
1. VirtualLab中SLM的仿真 'Lw\n O.  
anwn!Eqk"  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 GQZUC\cB  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 u ?Xku8 1l  
 为优化计算加入一个旋转平面 T+ t-0k  
Elq8WtS  
T?ZMmUE  
~3Y NHm6V  
2. 参数:双凸球面透镜 ,/ : )FV  
&L?Dogo  
5y'Yosy:  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 n{yjH*\Z  
 由于对称形状,前后焦距一致。 QE}@|H9xs  
 参数是对应波长532nm。 g:clSN,  
 透镜材料N-BK7。 dCK -"#T!  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 7@"X~C  
J@TM>R  
4>E2G:  
e4b~s  
D?'y)](  
<XagkD  
3. 结果:双凸球面透镜 ]O\W<'+V  
"%]dC {  
~z}au"k  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 rh_({rvQ  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 "J1ar.li  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 =KZ4:d5  
hF1/=;>  
ES2qX]I  
D.6dPzu`  
Nw2 bn  
4. 参数:优化球面透镜 zef,*dQY   
D+3Y.r 9  
z>:7}=H0  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 K5lp -F  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 {\&"I|dpe  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。  c$|dK  
 透镜材料同样为N-BK7。 NHF?73:  
,lJ6"J\8.  
^IpiNY/%Q  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9F](%/  
5!zvoX9  
g4 X,*H  
F udD  
5. 结果:优化的球面透镜 | dwxea  
n4 @a`lN5g  
jZ!JXmVV  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 A%1=6  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 U08?*{  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 @RIEO%S  
36a~!  
%6'D!H?d  
=7Vl{>*1N  
6. 参数:非球面透镜 Zg&\K~OC  
{UBQ?7.jE  
I)6Sbt JV^  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 ef;L|b%pp  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ~,68S^nP)H  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Ib8i#DV  
EiN)TB^]  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 b H_pNx81  
8M9\<k6  
0s""%MhFI  
zD;] sk4  
#cG479X"  
7. 结果:非球面透镜 !(K{*7|h  
;-GzGDc~0  
aX)./  
 生成期望的高帽光束形状。  MK"  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Bq]O &>\hX  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 l6c%_<P|  
4E\ntufo  
:V~*vLvR  
,l .U^d6>  
uyt-q|83=  
8. 总结 N"RYM~c7  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 LIC~Kehi  
d5"EvT  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 aiZo{j<6  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 NJf(,Mr*|  
*P R_Y=v%  
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。 L?27q  
MlK`sH6  
扩展阅读 asN }  
/cC6qhkp%  
扩展阅读 :n9xH  
 开始视频 yCCw<?  
-     光路图介绍 2{B(j&{  
 该应用示例相关文件: 4ylDD|) rO  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 _*ou o<x  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
p?$G>nkdq  
)_ ^WpyzF1  
~]W[ {3 ;  
QQ:2987619807 `XSc >  
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