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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) 5KR|p Fq  
应用示例简述 BT3O_X`u  
1. 系统细节 N -]PK%*  
 光源 ?m1$*j  
— 高斯激光束 Yk Pt*?,P/  
 组件 DZRxp,  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 % eRwH >  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 3L?a4,Q"k}  
 探测器 ?8@*q6~8  
— 视觉感知的仿真 lM*O+k  
— 高帽,转换效率,信噪比 4d G-  
 建模/设计 Pfx71*u,  
— 场追迹: (N|xDl &;  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 |:+pPh!-  
o$VH,2 QF  
2. 系统说明 ~iZF~PQ1_  
%k #Nu  
;/ KF3 %  
X.l"f'`l  
3. 建模&设计结果 TSSt@xQ+  
J.2]km  
不同真实傅里叶透镜的结果: K=TW}ZO  
Ko)T>8:  
ddDJXk)!0  
@^cgq3H'  
4. 总结 ;}~Bv<#  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $L8s/1up  
BJxm W's/  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 r/sRXM:3cZ  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 y~c[sW   
V)QR!4De  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 o!r4 frP  
<S@mQJS!y  
应用示例详细内容 n UCk0:{  
?>jArzI  
系统参数 D.R|HqZ  
zMzf=~  
1. 该应用实例的内容 36WzFq#  
rbun5&RCyW  
x ETVt q  
N|d.!Q;V.y  
u$,Wyi )L  
2. 仿真任务 q\ y#  
k;AiG8jb  
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。 -_*XhD  
t>GLZzO  
3. 参数:准直输入光源 QqK{~I|l  
:G=1$gb  
5YG@[ic  
~K#_'Ldrd  
4. 参数:SLM透射函数 pF*~)e  
hPi :31-0  
$17 v,  
5. 由理想系统到实际系统 ID).*@(I"  
X.AWs=:-  
&T/q0bwd  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 iLd"tn'  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 \ NSw<.  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 ,iv%^C",)  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 grfdvN  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 O{cGk: y  
tTh;.88Z{  
&B7+>Ix,  
k#:@fH4{PA  
b}*@=X=4o  
应用示例详细内容 Y=Ar3O*F  
zmfRZ!Eh  
仿真&结果 {L-aXe{  
v6DxxE2n  
1. VirtualLab中SLM的仿真 {{[jC"4AY  
p5# P r  
 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)。 ~iR!3+yg4  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Up/u|A$0V  
 为优化计算加入一个旋转平面 C(1A8  
voej ~z+  
pGbFg&  
]T3BDgu%&  
2. 参数:双凸球面透镜 )3`  
u388Wj   
L3=YlX`UL  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 mLk6!&zN  
 由于对称形状,前后焦距一致。 z1SMQLk  
 参数是对应波长532nm。 6(q`Oj  
 透镜材料N-BK7。 Aiks>Cyi23  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 id#k!*$7  
7ru9dg1?  
e"s{_V  
mp+\!  
K,C $J I  
k.=S+#"}  
3. 结果:双凸球面透镜 ~q]|pD"\K|  
?<yq 2`\4O  
$YGIN7_Gg  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 5Ckk5b  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 5nxS+`Pn.)  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 F3Ak'h{Ay  
&W)+8N,L  
XC/]u%n8](  
kTi PZZI  
X~)V)'R  
4. 参数:优化球面透镜 v1"g!%U6  
)(?UA$"  
32bkouq  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 v-7Rb )EP  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 UU;-q_H6  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 iQm.]A  
 透镜材料同样为N-BK7。 .y;\puNq  
e0|_Z])D  
Ot2zhR )  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 yjOu]K:X  
RP|>&I  
&` 00/p  
{sna)v$;  
5. 结果:优化的球面透镜 X8,7_D$  
1|l)gfcP  
8=n9hLhqo  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 d Ik8TJ  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 6m-:F.k1(  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。  zU4V^N'  
Mf ;|z0UX  
u6iU[5  
]8xc?*i8  
6. 参数:非球面透镜 T]Tdx.B  
==h|+NFa  
)y%jLiQv  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 O:5Rp_?^  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 =.qm8+  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 d4y9AE@k  
B0b[p*g Il  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 "W &:j:o  
( K6~Tj  
tp6csS,  
!cEbz b  
rP^TN^bd|  
7. 结果:非球面透镜 d}{LM!s  
Ci7P%]9  
 (kWSK:l  
 生成期望的高帽光束形状。 -y&v9OC2-  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ~ Ho{p Oq  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 bH\'uaJ  
AfbB~LlBq  
7SgweZ}"  
D00G1:Ft(T  
]^J+-c  
8. 总结 [%j?.N  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 |^7f\.oF  
mF[o*N*  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 +Dx1/I  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 K3vseor  
z-EwXE  
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。 w5F4"nl#O}  
g>2aIun_Q  
扩展阅读 !_CX2|  
CS/Mpmsp  
扩展阅读 lLb:f6N  
 开始视频 ,?l~rc  
-     光路图介绍 NFk}3w:  
 该应用示例相关文件: =N YgGEFq.  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ~bdv_|k  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
z$JX'(<Z7  
wP[xmO-%  
2v0!` &?M{  
QQ:2987619807 ifXW  
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