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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) 9j:?s;B  
应用示例简述 g?^o++  
1. 系统细节 +X cB5S>  
 光源 pL.r 9T.  
— 高斯激光束 Z\(+awv  
 组件 hP`3Ao  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Z)62/`C)  
— 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 ,Ztj  
 探测器 lsY5QE:Qrp  
— 视觉感知的仿真 %Ni)^   
— 高帽,转换效率,信噪比 ]#j]yGV  
 建模/设计 j@ UIN3  
— 场追迹: < I8hy$+6  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Xy_+L_h^  
NLoJmOi;L7  
2. 系统说明 Eae]s8ek9  
mJ#u]tiL  
@,i:fY  
L:XnW 1(Or  
3. 建模&设计结果 3 5B0L.R  
h[ba$S,T  
不同真实傅里叶透镜的结果: &=<x&4H+  
(t>BO`,  
SEIGs_^'\  
Iy8Ehwejd  
4. 总结 h.sH:]Z  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 #)GL%{Oa  
*S:^3{.m=  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 l yF~E  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 #J)sz,)(  
hG uRV|`  
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。 la</IpC  
&]ts*qCEL  
应用示例详细内容 c,!Ijn\;(  
l<(MC R*  
系统参数 ] 8+!  
x`WP*a7Fk]  
1. 该应用实例的内容 }_@*,  
`rbTB3?  
?E^~z-  
M// q7SHh  
kHo0I8  
2. 仿真任务 :+bQPzL  
ht (RX  
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。 g"`BNI]Qp  
(5cc{zKtR  
3. 参数:准直输入光源 Rd&2mL  
i!*w'[G->Y  
g`d5OHvO o  
!)?n n3  
4. 参数:SLM透射函数 =XzrmPu  
4fT,/[k?  
b" 1a7   
5. 由理想系统到实际系统 (]w_}E]N  
iyB02\d  
"n^h'// mn  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 po4seW!  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 M56^p ,  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 r? nvJHP  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 sG=D(n1  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 -Ds}kdxw  
AME3hA  
0BMKwZg  
V: fz  
?T3zA2  
应用示例详细内容 b^~ keQ  
^ |z|kc  
仿真&结果 EcxPbRg  
aHNR0L3$}{  
1. VirtualLab中SLM的仿真 tSaLR90Y6  
UOJx-o!c?  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ",!#7h  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 v8Vw.Ce`f  
 为优化计算加入一个旋转平面 x_pS(O(C  
'W(+rTFf!  
DzydS=`w  
EiQX* v  
2. 参数:双凸球面透镜 0x7F~%%2  
n+QUT   
)e(Rf!P{  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 sD H^l)4h  
 由于对称形状,前后焦距一致。 w#vSZbh  
 参数是对应波长532nm。 m \o<a|  
 透镜材料N-BK7。 0{^@kxV  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 DDxbIkt  
#?\$*@O  
V T8PV5z  
2~dUnskyy  
,V1/(|[h  
i8iv{e2  
3. 结果:双凸球面透镜 %sxLxx_x!  
sU!h^N$  
q,`"Z)97  
 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。 "O{j}QwY  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Q&+Jeji  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 pRWEBd1U  
XtY!fo *  
Uc%n{ a-a  
 ?QxI2J  
YXz*B5R  
4. 参数:优化球面透镜 %J(y2 }  
Le;;Yd}f  
5&?[ Vt  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 Z6s-n$dSm  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 .c__<I<G<  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 !"1}zeve  
 透镜材料同样为N-BK7。 I@Cq<:+(3  
~tK4C|  
_gU:!:}  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 i7$4i|  
v: \8  
DJ_[{WAV  
Yc~(W ue  
5. 结果:优化的球面透镜 %Ms"LoK  
PLD&/SgP*  
be?>C 5  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 mzw`{Oy>L  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 kN7 J Z12  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 { 0\Ez}  
KLb"_1z  
di.yh3N$  
a8 X}r.  
6. 参数:非球面透镜 d}D%%noIu  
MoAie|MKe  
 NOY`1i  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 TF]bmM})0  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 y;Ez|MS   
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ~6{iQZa1Y  
U ?iw  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 rA+UftC:p6  
s!k7Wwj  
x,wXR=H  
5(wmy-x\  
x[?N[>uw  
7. 结果:非球面透镜 &f=O`*I'+!  
7gWT[  
Vz.G!*>Dg  
 生成期望的高帽光束形状。 ML_$/  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 / esdtH$=  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 k8KRVXgx  
T`?7z+2A  
@},|i*H/  
5!QT }Um  
5)5$h]Nz>  
8. 总结 BiY-u/bH9a  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 [}Q_T.4)E  
D\:dn  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 jz,K>   
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 y+\kZIqX  
Fqt,VED  
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。 n;@.eC,T/  
ZLjEH7  
扩展阅读 v)p'0F#6A  
,`Keqfx  
扩展阅读 gmUXh;aHc  
 开始视频 7vo8lnQ{  
-     光路图介绍 LC1WVK/  
 该应用示例相关文件: tJG+k)EE  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 |,bP` Z  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
pV8_i7\  
[psZc'q  
d*YVk{s7V  
QQ:2987619807 vjL +fH<0:  
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