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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) A{E0 a:v  
应用示例简述 ::vw 1Es  
1. 系统细节 [VPqI~u5)  
 光源 NoJo-vo*  
— 高斯激光束 `q exEk@S  
 组件 FJ}QKDQW=  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 3A} n tA!  
— 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 b['TRYc=:  
 探测器 %;zWS/JhL  
— 视觉感知的仿真 <!zItFMD[m  
— 高帽,转换效率,信噪比 Z<r&- !z  
 建模/设计 rDYq]`  
— 场追迹: y( MF_'l  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 _V{WXsOx(  
%'* |N [  
2. 系统说明 $}k"wI[  
%p2C5z?  
\FTv N  
]'_z (s}  
3. 建模&设计结果 _uHyE }d  
?V[yw=sl04  
不同真实傅里叶透镜的结果: 5H 1(C#|  
~9oS~fP?I  
} 2)s%  
u3,b,p  
4. 总结 TL7-uH  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \lR~!6:  
3Ua g[ms  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ]jHB'Y  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 8`VMdo9  
>uOc#+5M.  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 o-O/MS   
_n}!1(xYa`  
应用示例详细内容 u>S&?X'a  
lGLZIp  
系统参数 v,|;uc+  
wOi>i`D&  
1. 该应用实例的内容 %k$C   
;5Sr<W\:;  
jQ`"Op 3  
h'-TZXs0e1  
C#I),LE|d{  
2. 仿真任务 KH KqE6  
LOida#R  
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。 yl'~H;su  
8:&@MZQ&!  
3. 参数:准直输入光源 Z@ws,f^e  
~4`wfOvO  
NOS5bm&-  
6:EO  
4. 参数:SLM透射函数 I$ mOy{/#  
p[o2F5 T2  
[ objdQU`  
5. 由理想系统到实际系统 IWT##']G  
r>)\"U#  
[U jbox  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 MJg^ QVM  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 . t3@86xTJ  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 mtOrb9` m  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 g{J3Ba  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 FD@! z :  
}dXL= ul  
ttw@nv% @  
hsE!3[[  
So8P 8TCK  
应用示例详细内容 ~b7Nzzfo  
gR(c;  
仿真&结果 z H \*v'  
NfO0^^"  
1. VirtualLab中SLM的仿真 8@qahEgQ  
WWO jyj  
 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)。 +.R-a+y3  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 A!f0AEA,  
 为优化计算加入一个旋转平面 d)G-K+&B  
rb_G0/R  
T5Fah#-4  
Fu`g)#Z  
2. 参数:双凸球面透镜 \D[BRE+  
3|?fGT;P  
o&AUB` .9~  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 l1:j/[B=  
 由于对称形状,前后焦距一致。 82=][9d #  
 参数是对应波长532nm。 *@ o3{0[Z  
 透镜材料N-BK7。 UF{2Gx  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ^$L/Mv+  
fBF}-{VX(  
{e@1,19  
xl9l>k6,  
@<PL  
;PHnv5 x@f  
3. 结果:双凸球面透镜 hB.dqv]^  
j>T''T f  
Qm-P& g-  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 &q U[ wn:1  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 1)R)+`y  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 D[r  
MQ+ek4  
1,QRfckks  
l>iU Q&V  
f/B--jq  
4. 参数:优化球面透镜 qa~[fORO[  
?gtkf[0B|  
9N29dp>g{{  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 xpxm9ySwu  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 <D^x6{}  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 NLpD,q{  
 透镜材料同样为N-BK7。 CQ`(,F3(  
s7e'9Bx  
k Mo)4 Xp  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 5Z[ D(z  
B<R-|-#  
}rE|\p>  
H6O\U2+  
5. 结果:优化的球面透镜 Y'5ck(  
i/~J0qQ  
kUt9'|9!  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 0o]K6 b  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 #dft-23  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 twtDyo(\  
 {5udol5?  
6bGD8 ;  
{P-PH$ E-  
6. 参数:非球面透镜 Kq$Zyf=E  
<@A^C$g  
2z\F m/Z.  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 #+;=ijyF  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ttnXEF  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 4.'EEuRw\}  
; ]Aa  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,&=`T 7i  
bwJi[xF  
DR /)hAE  
aK{\8L3]  
Z|c9%.,  
7. 结果:非球面透镜 XV>6;!=E  
!iVFzG @m  
pJz8e&wyLM  
 生成期望的高帽光束形状。 I[UA' ~f  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 @:&+wq_>A^  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 fhmr*E'J  
}dUC^04  
Z?.*.<"Sj  
=T)2wcXBB  
E/ZJ\@gzD  
8. 总结 aA`q!s.%A  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Lf#G?]@  
Y14R"*t~  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 (;&?B.<\:  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 !yX<v%>_0  
s8[9YfuW  
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。 dSVu_*y  
lM,zTNu-z  
扩展阅读 rcx;3Vne  
Wp}9%Mq~Jy  
扩展阅读 >k}/$R+  
 开始视频 1H =wl =K  
-     光路图介绍 ?(q*U!=  
 该应用示例相关文件: {*;]I?9Al  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 &ZN'Ey?  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
~8t}*oV   
fVUBCu  
]B3FTqR{i  
QQ:2987619807 AvE^ F1  
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