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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) Tj` ,Z5vy  
应用示例简述 &v/dj@   
1. 系统细节 x*\Y)9Vgy  
 光源 #>("CAB02T  
— 高斯激光束 b;B%q$sntC  
 组件 YlJ@XpKM  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 \$~|ZwV{  
— 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 !7O+ogL  
 探测器 9rA0lqr]5  
— 视觉感知的仿真 FJ GlP&v<  
— 高帽,转换效率,信噪比 $lfn(b,  
 建模/设计 XB;7!8|  
— 场追迹: ~f&E7su-6+  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 1Z/(G1  
J\} twYty  
2. 系统说明 e }?db  
i(rL|d+'  
<Uk}o8E  
TPQ%L@^ L+  
3. 建模&设计结果 \"w"$9o6  
s0TORl6Z|  
不同真实傅里叶透镜的结果: pGP7nw_g  
u"r`3P`  
WH#1 zv  
8?B!2  
4. 总结 A_"w^E{P  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 q<x/Hat)  
Hs;4lSyUO  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 T8?Ghbn  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 p;`>e>$  
[t m_Mg  
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。 GLH0 ]  
59 T 8r  
应用示例详细内容 \}yc`7T:L0  
'|6]_   
系统参数 >mbHy<<  
XAD- 'i  
1. 该应用实例的内容 V@.Ior}w  
zH72'"w  
F$y$'Rzu_B  
<`8n^m*  
Y Vt% 0  
2. 仿真任务 rK 8lBy:<  
Fk&c=V;SU  
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。 ].avItg  
k&M;,e3v6  
3. 参数:准直输入光源 h ]5(].  
JMCKcZ%N  
|MTnH/|  
Y1 w9y  
4. 参数:SLM透射函数 >F|>cc>_E  
>.Pnkx*  
^`i#$  
5. 由理想系统到实际系统 LRxZcxmy  
udK%>  
i'<[DjMDlm  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 dM.f]-g  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 A7 {\</Z  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 R3f89  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 O0x,lq  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 +q<jAW A  
Y sC>i`n9  
/aCc17>2V{  
#Qw0&kM7I  
{S]}.7`l9(  
应用示例详细内容 nAAs{  
)N{Pw$l_  
仿真&结果 +yG~T  
>a<.mU|#  
1. VirtualLab中SLM的仿真 AG nxYV"p  
JJ-( Sl  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 zy?|ODM  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 b<[Or^X ]  
 为优化计算加入一个旋转平面 e-/&$Qq  
Lz}OwKl  
R{`(c/%8  
h%na>G  
2. 参数:双凸球面透镜 C\3rJy(VJ  
Ys9[5@7  
<Xhm`rH  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 HQ_Ok `  
 由于对称形状,前后焦距一致。 |)th1 UH  
 参数是对应波长532nm。 JAnZdfRt  
 透镜材料N-BK7。 :wyno#8`-  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 #6aW9GO  
?/E~/;+7=  
J9nX"Sb  
mkk6`,ov  
|*eZD-f  
gnf8 l?M  
3. 结果:双凸球面透镜 F@jZ ho  
PcMD])Z{G  
;W )Y OT  
 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。 <]t%8GB2V  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 @Ns Qd_e  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 2eS~/Pq5=i  
`:fZ)$sY  
%)8}X>xq  
Igt#V;kK"2  
2DDtu[}  
4. 参数:优化球面透镜 T@B/xAq5!  
Zd%k*BC  
)T2Caqs2  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 oG?Xk%7&\  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 /)>3Nq4Zx  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 !X#OOqPr=  
 透镜材料同样为N-BK7。 yjX9oxhtL  
B)g[3gQ  
`UyG_;  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 `:KY\  
Tn e4  
K#d`Hyx  
O"9\5(w  
5. 结果:优化的球面透镜 `cUl7 'j  
zrgk]n;Pq  
RWZSQ~  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 !>&o01i  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 nPl?K:(  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ^A/k)x6  
{$ JYw{a  
3z?> j]  
Do7Tj  
6. 参数:非球面透镜 ES7>H  
}@+0/W?\.  
:U%W%  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 $k%2J9O  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 .@U@xRu7|  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 s};{ZAtE  
9~XA q^e  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *vxk@ `K~  
}2.`N%[  
osAd1<EIC  
PiIpnoM  
S`0(*A[W*  
7. 结果:非球面透镜 & l&:`nsJ  
oW*16>IN9l  
$|@@Qk/T  
 生成期望的高帽光束形状。 ;:g@zAV  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ,/F~ Y&1I  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 M`!H"R7  
*zvx$yJ?  
.}TZxla0Zr  
cf20.F{<  
]MitOkX  
8. 总结 [!#L6&:a8  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 <)c)%'v  
Fj3a.'  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 )U:m:cr<  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 | rtD.,m   
c9 _ rmz8  
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。 |FZ/[9*  
9F;>W ET  
扩展阅读 k)=s>&hl  
051 E6-  
扩展阅读 f+)L#>Gl?  
 开始视频 L48_96  
-     光路图介绍 rcG"o\g@+  
 该应用示例相关文件: C XMLt  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ^%{7}g&$u  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
29] G^f>  
mL{6L?  
V5>B])yQ  
QQ:2987619807 zL0pw'4  
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