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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) l*v6U'J  
应用示例简述 l,I[r$TCf  
1. 系统细节 _a~uIGN  
 光源 6X2~30pdE  
— 高斯激光束 8?YWE62  
 组件 /nbHin#we  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 wM]j#  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 Z=L~W,0'  
 探测器 o7qZy |\4S  
— 视觉感知的仿真 >=T\=y  
— 高帽,转换效率,信噪比 q ,C)AZ  
 建模/设计 P?.j wI  
— 场追迹: %,Pwo{SH  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 p$qpC$F  
,KfBG<3   
2. 系统说明 l"C)Ia&/  
;Q1/53Y<  
Po ,zTz   
ls^| j%$J  
3. 建模&设计结果 -W#-m'Lvu  
`4@_Y<  
不同真实傅里叶透镜的结果: <0P7NC:Ci  
b?=>)':f  
U{)|z-n  
_ ?\4k{ET  
4. 总结 fsA-}Qc  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 +&U{>?.u  
,h#U<CnP#  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^GyGh{@,f  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 tn"n~;Bh?:  
" ,qcqG(  
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。 FL,av>mV  
5Tb3Yy< .  
应用示例详细内容 A.5N<$l  
]]InD N  
系统参数 Ot^<:\< `G  
4X()D {uR  
1. 该应用实例的内容 "EE=j$8u+  
*Dz<Pi^  
.5t|FJ]`$  
FtEmSKD  
ThvVLK  
2. 仿真任务 o:.6{+|N  
"I7 Sed7  
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。 ftw@nQNU  
RfZZqe U  
3. 参数:准直输入光源 cP]5Qz   
jOE~?{8m  
5@:c6(5$  
qMA K"%x  
4. 参数:SLM透射函数 [h3y8O  
3Mw2;.rk  
a9w1Z4  
5. 由理想系统到实际系统 u`Sg'ro  
iJr 1w&GL$  
#U=}Pv~wM  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 _F"o0K!u  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 v4YY6? 4  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 5W(S~}  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 2".^Ma^D!  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 --32kuF&(  
60A E~  
MmvMuX]#)  
4raKhN"  
!OO{qw(*g  
应用示例详细内容 jDaWmy<ha  
og! d  
仿真&结果 tR;? o,T  
L'*P;z7<  
1. VirtualLab中SLM的仿真 7Lv5@  
l5}b.B^w  
 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)。 X`,]@c%C`  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 N?7vcN+-t)  
 为优化计算加入一个旋转平面 N@z+h  
l5 FM>q  
@ZD/y %e  
z@_ 9.n]  
2. 参数:双凸球面透镜 LMV0:\>  
g#=~A&4q  
f a9n6uT  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 =36e&z-#  
 由于对称形状,前后焦距一致。 EK-Qa<[|  
 参数是对应波长532nm。 Fp`MX>F  
 透镜材料N-BK7。 Q]?Lg  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ^J([w~&  
g.cD3N  
=> PBdW  
z_jTR[dY  
][b2Q>  
6]#\|lds1  
3. 结果:双凸球面透镜 Ww }qK|D  
+h*.%P}o  
#*g.hL<  
 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。 LB)sk$)  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 SSS)bv8m  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Rj/9\F3H  
${/"u3a_  
4/Vy@h"A3  
D-/aS5wM  
6Wos6_  
4. 参数:优化球面透镜 =h083|y>  
/!r#=enG7  
lu GEBPi  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 I3 %P_oW'  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 'k9?n)<DW  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 *L%i-Wg"  
 透镜材料同样为N-BK7。 4zF|}aiQ  
(N etn&  
]Tje6i F  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 .?TPoqs7Z  
h-XMr_F  
K|H&x"t  
4LCgQS6  
5. 结果:优化的球面透镜 ]g>@r.Nc  
[ imC21U  
:qx>P_&y}z  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 O1o.^i$-M  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 &wZ ggp  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 JJvf!]  
sFEkxZi<  
A%VBBvk  
!Q,A#N(  
6. 参数:非球面透镜 JlR'w]d M,  
=A6/D    
62BJ;/ ]  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 `.# l_-U{  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 @17hB h  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 AUloP?24  
CqXD z  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 iL-I#"qT,  
$jYwV0  
kRs24 =  
)shzJ9G  
mx#H+:}&r  
7. 结果:非球面透镜 q%4l!gzF3  
Z=O2tR  
Co2* -[R  
 生成期望的高帽光束形状。 dqMR<Nl&  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 H=vrF-#  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 {cF7h)j  
r<;bArs-u  
U! F~><  
XpzdvR1  
"y>\ mC  
8. 总结 8#%p[TLj  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 %h** L'~``  
1#AdEd[  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 eNlE]W,=  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Na^1dn  
YJw9 d]  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 PUB|XgQDY:  
]1 #&J(  
扩展阅读 4C(vBKl  
"(}xIsy  
扩展阅读 O)MKEMuA  
 开始视频 LxkToO{  
-     光路图介绍 0f vQPs!O  
 该应用示例相关文件: 4#uWj ?u  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 B$k<F8!%  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
'Y+AU#1~H  
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QQ:2987619807 UXvk5t1  
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