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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) |`d-;pk!%  
应用示例简述 6 )lWuY]e  
1. 系统细节 @DKph!c r  
 光源 6%MM)Vj+u  
— 高斯激光束 G@U}4' V9  
 组件 HMw}pp:  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ctR ^"'u  
— 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 =(Y+u  
 探测器 "Mh}n-oju  
— 视觉感知的仿真 d~y]7h|  
— 高帽,转换效率,信噪比 Zbf~E {  
 建模/设计 M&KJZ  
— 场追迹: W(EN01d\  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 o4,9jk$  
a``Q}.ST  
2. 系统说明 B-wF1! Jv  
&H%z1Lp  
4+Y9":<  
$ Zj3#l:rK  
3. 建模&设计结果 o`nJJ:Cxq-  
C\* 0621  
不同真实傅里叶透镜的结果: fz%e?@>q  
D 1(9/;9  
[ub)`-6 u  
^39 ?@xc@  
4. 总结 q)N^  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 +< )H2  
_8wT4|z5  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。  kZ=yb-~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ,S1'SCwVdJ  
BX2}ar  
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#Hv  
%V92q0XW  
应用示例详细内容 W7w*VD|  
|&~);>Cq2  
系统参数 +XAM2uN5_.  
"F?p Y@4  
1. 该应用实例的内容 Hqb-)8 ~  
W\O.[7JP  
j:0< tj E  
o:@A%*jg  
G4"n`89LK  
2. 仿真任务 l>pnY%(A  
Pk^V6-  
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。 nz Klue  
Q.SqOHeJ  
3. 参数:准直输入光源 *-@@t+3  
hmv*IF.  
87hU#nVYh  
+[#^c3x2  
4. 参数:SLM透射函数 Q'rX]kk_  
=64Ju Wvo  
VQbKrnX  
5. 由理想系统到实际系统 @XH@i+ {B  
_J0(GuG=~  
IDp2#qg_  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 KXcE@q9  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Zc=#Y  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 hho\e 8  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 <#lNi.?.  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 SKJ'6*6  
U-#vssJhk  
v#9Uy}NJ9  
-9(nsaV  
MwWN;_#EO)  
应用示例详细内容 D}?JX5.  
VB~Do?]*k%  
仿真&结果 Rc~63![O.  
1pTQMf a  
1. VirtualLab中SLM的仿真  bRx}ih  
CMYkxU  
 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)。 jk5C2dy  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 S,#UA%V"  
 为优化计算加入一个旋转平面 ,sn 9&E  
}1YQ?:@  
(?z"_\^n/  
O2Tna<cR&  
2. 参数:双凸球面透镜 -aIB_  
CoM?cS S  
s5oU  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 f6%7:B d  
 由于对称形状,前后焦距一致。 G\ /L.T  
 参数是对应波长532nm。  -to3I  
 透镜材料N-BK7。 KOD%>+vG$  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 9w$+Qc  
4z,n:>oH  
v;IuB  
%~qY\>  
_Zbgmasb  
c 4L++ u#  
3. 结果:双凸球面透镜 VRz9;=m  
# |,c3$  
\yY2 mr  
 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。 f_ UwIP  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 r#WAS2.TP  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 =%9j8wHX  
CR`}{?2H  
rTM0[2N  
%s[ n2w  
\_3#%%z  
4. 参数:优化球面透镜 ;Y`k-R:E6A  
:tBZu%N/N  
CL"q "  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 ~9dAoILrl  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 G1/  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 TXK82qTdf  
 透镜材料同样为N-BK7。 S$ 91L  
_u8d`7$*%  
S{c;n*xf  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 C9E@$4*  
A@JZK+WB}  
6#1:2ZHKG  
\FjY;rqfKe  
5. 结果:优化的球面透镜 *]* D^'  
Be2yS]U  
1TL~I-G&n  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 <^wqN!/  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 RTvzS]  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 w}``2djR'W  
;>B06v  
f`8mES'gc8  
5tl uS  
6. 参数:非球面透镜 v(z2,?/4  
I xE }v%&  
doV+u(J~  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 {Qj7?}xW  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 FK.Qj P:  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 t+Hx&_pMj  
dE|luN~  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 {AMoE +U  
-K%~2M<  
(Y$48@x  
8S7 YVsDz"  
nV&v@g4Tt  
7. 结果:非球面透镜 ~F=,)GE  
TGu]6NzyZ  
2K$#U|Qi  
 生成期望的高帽光束形状。 }uk]1M2=  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 gVI2{\a  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 f/RDo4  
d3K-|  
Ve^rzGU  
7c.LyvM  
UIi`bbJ  
8. 总结 6$6Qk !%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 R3Ka^l8R|  
XbKNH>  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 PV,AN   
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ;gNoiAxW  
A J"/T+g_  
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。 B[nkE+s  
N(BCe\FV  
扩展阅读 g?d*cwtU  
Wg ?P"  
扩展阅读 >*cg K}!@  
 开始视频 26<Wg7/,  
-     光路图介绍 O)Mf/P'  
 该应用示例相关文件: ^NPbD<~Lb  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 7O.{g  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
W^AY:#eX~Q  
s;4r)9Uvx  
|8YP8o  
QQ:2987619807 ' 5%`[&  
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