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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) 5yO#N2jY\  
应用示例简述 v#T?YK  
1. 系统细节 T7WZ(y 3C  
 光源 mfp`Iy"}+  
— 高斯激光束 }+QhW]nO{F  
 组件 w|K(>5nz  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 WsK"^"Z  
— 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 Dn{19V. L  
 探测器 f6dE\  
— 视觉感知的仿真 R?={{+O  
— 高帽,转换效率,信噪比 ;N> {1  
 建模/设计 3=G5(0  
— 场追迹: }tl8(kjm  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 eKU@>5  
+0JH"L5!  
2. 系统说明 o q'J*6r  
b'Piymx  
Sx4UaV~"  
p8}5x 2F  
3. 建模&设计结果 ]w&?k:y>  
<(6-9(zHa  
不同真实傅里叶透镜的结果: E-7a`S  
jmZ|b6  
#4|i@0n}D  
)sz 2 9  
4. 总结 pyb}ha  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 04T*\G^:=  
hjm .Ath  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 BW(DaNt^  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 41f m}  
qkR,<"C|`  
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。 VES4x%r=  
Xj@    
应用示例详细内容 [gg 7Z|Hu  
vY+_tpuEH  
系统参数 LBiv]3  
zdpLAr  
1. 该应用实例的内容 T\b";+!W  
4- ?`#  
^VLUZ  
M$5%QM}  
:R_#'i  
2. 仿真任务 <=GzK:4L  
aR(Z~z;C  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 ,h)T(  
w _6Y+  
3. 参数:准直输入光源  6O|\4c;  
;?L[]Ezzt  
; 0_J7  
WU4vb  
4. 参数:SLM透射函数 ] F) -}  
owS@dbO  
^zluO   
5. 由理想系统到实际系统 Q!A3hr$IF  
G<WDyoN=O  
_F$t#.o  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 HZQ3Ht3Vh  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 zZjLt1  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 {p_vR/ yN  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 %dWFg<< |  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 +>9^])K|  
\oZUG  
5]n<%bP\  
JU,RO oz(  
vgbjvyfN  
应用示例详细内容 `/j|Rb|eow  
{O,M}0Eg  
仿真&结果 (,9cCnvmYU  
:g:h 0'G  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ~^ 5n$jq  
`h{mj|~  
 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)。 9h0,L/;\  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 WHj4#v(  
 为优化计算加入一个旋转平面 x]01j4HJ  
pj-HLuZR  
tJF~Xv2L!  
Z.OrHg1  
2. 参数:双凸球面透镜 U:p"IY#%  
yt#;3  
=4\~M"[p  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 lJ1xx}k{U  
 由于对称形状,前后焦距一致。 (<~ R[sT|  
 参数是对应波长532nm。 3&Zx*:  
 透镜材料N-BK7。 ?RAR  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 *RE-K36m|u  
SIVLYi  
nKJ7K8)  
bRe*(  
W>s9Mp  
~W2&z]xD  
3. 结果:双凸球面透镜 bh6wI%8H  
, p=8tf#  
!*. nR(>d  
 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。 P\0%nyOG(%  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 .wOLi Ms  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 6i=wAkn_J  
c'TLD!^hB  
72.IhBNtT  
BU{ V,|10a  
_ll aH  
4. 参数:优化球面透镜 2s ,n!u Fd  
y:zT1I@>  
b'"%   
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 BjJ gQ`X  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 i4C b&h^  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 `%I{l  
 透镜材料同样为N-BK7。 w[[@&T\`  
zd]L9 _  
yk6UuI^/  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 g' U^fN  
!+ hgKZ]  
WG r\R  
3;gtuqwD$  
5. 结果:优化的球面透镜 U4pvQE.m<  
R@aT=\u+  
=9MH  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ^K[tO54  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 j!n> d  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 )yAPYC  
<4bo7XH  
k~F/Ho+R&  
3goJ(XI  
6. 参数:非球面透镜 `W S  
/Loe y   
. M $D  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 +zPg`/  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 _( Cp   
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 )q-!5^ak  
t!C-G+It  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 h"S/D[  
X;RI7{fW%X  
!+l, m8Hly  
g5\B-3{  
!A0bbJ  
7. 结果:非球面透镜 QX|K(`of  
KPqI(  
:M`BVZ1t  
 生成期望的高帽光束形状。 5E|2 S_)G  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 }H.vH  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ,FO|'l  
bm?TMhC  
>f/g:[  
31Du@h8YX  
e /Y+S;a  
8. 总结 2F{IDcJI\  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 r"{1H  
[i_x 1  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 |XZf:}q5:  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 "TI? qoz  
I78pul8!  
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。 ?Fv(4g  
-]%@,L^@  
扩展阅读 (5 hu W7v  
@I:&ozy }=  
扩展阅读 ,Fiiw  
 开始视频 u> Hx#R<*%  
-     光路图介绍 @su,w,xLS  
 该应用示例相关文件: %4J?xhd  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 rK wkj)  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
!vw0Y,F&  
k9]n/  
;GSj }Nq  
QQ:2987619807 $la,_Sr  
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