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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) w$MFCJ:p& 应用示例简述 F#*vJb) 1. 系统细节 $e)d!m. 光源 7F!_gj p — 高斯激光束 3Un
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9 组件 M_<O'Ii3 — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 d[9c6C:<q — 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 $6kVhE!; 探测器 f 0A0uU8y — 视觉感知的仿真 SV0E7qX — 高帽,转换效率,信噪比 xDD3Y{K 建模/设计 a;WRTV — 场追迹:
G?AZ%Yx 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 [p^N].K$ iZ} w>1 2. 系统说明 =ZR9zL=h # -e
(n_lu=E70 ~8L*N>Y 3. 建模&设计结果 e[.c^Hw bi;?)7p&ZY 不同真实傅里叶透镜的结果: SAMP,un7 \x P$m|Y3
, 7&`V=C 1D%3|_id^ 4. 总结 ^ ]02)cK 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 (L} ^m8T$^z> 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ()a(PvEO 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 |h$*z9bsf 62GP1qH9 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 v6(Yz[ dfl| 6R 应用示例详细内容 onL&lE 4+2XPaIm 系统参数 t\Pn67t ;43Ye
^= 1. 该应用实例的内容 ,WSK
' g S xK9P H'7AIY} HxCq6Y_m< v'gP,UO-%D 2. 仿真任务 Ww-%s9N< :ZG^`H/X1d 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 erTb9`N4 GG%X1c8K 3. 参数:准直输入光源 Jf6uE?. i i&{gC
Au3>=x` oE@{h$= 4. 参数:SLM透射函数 o_;pEe jm9J-%?
yZkHBG4 5. 由理想系统到实际系统 5(e?,B }
Z)}q=NjA =Lx*TbsFYt 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 E)z[@Np 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 mw0#Dhyy1= 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 /!J1}S 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 D>"U0*h 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 B~zP!^m
[GKSQt{) tk3%0XZH
)P4#P2 rK&ofc]f$ 应用示例详细内容 Fq3[/'M^ kB_u U !G 仿真&结果 /LMb~Hy, F%QZe*m[ 1. VirtualLab中SLM的仿真 SjgF&LD 09?n5x!6 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)。 "j|}-a 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 nsR^TD;
为优化计算加入一个旋转平面 @?ntMh6 JmN,:bI N_S>%Z+ FkJa+ZA 2. 参数:双凸球面透镜
/;LteBoY DDxNqVVt4 ^pz3L'4n 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。
2{naSiaq 由于对称形状,前后焦距一致。 UJ'
+Z6d 参数是对应波长532nm。 9D74/3b* 透镜材料N-BK7。 AU1P?lk 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 + wd} '4) <}'hkEh{d=
tV2SX7N 0[6llcuj
Yo0%5 noz +kCVi 3. 结果:双凸球面透镜 b:fy p'{ `Uvr %8iA0t+ 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。 c)Ft#vzg&e 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 -eAo3 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 }D.?O,ue 5vIuH+0
(?-5p; -k\7k2
;aYPv8s~,: 4. 参数:优化球面透镜 20 gPx; 'R6D+Vk/ =DTn9}u 然后,使用一个优化后的球面透镜。 ;cZ9C 1 通过优化曲率半径获得最小波像差。 'qLk"
优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 AEkgm^t.{ 透镜材料同样为N-BK7。 JA7HO| M64zVxsd fX G+88:2 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 j}8IT :K{`0U&l5
@%J?[PG xD#PM |I 5. 结果:优化的球面透镜 'T[=Uuj" >j?5MIm03 THQW8 V 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 SqY;2: 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 k1>%wR 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 |
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sBp|Lo
"%ag^v9 *sf9(%j 6. 参数:非球面透镜 lj%8(X u D+rDgrv !Dkz6B* 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 Fy-nV%P 非球面透镜材料同样为N-BK7。 d T/*O8 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 '.~vN L+
O DMcvu*A 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 If6wkY6sR +`f gn9p 5WP[-J)
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H jLvI!q 7. 结果:非球面透镜 KtY~Y 3leg,qd #f.@XIt' 生成期望的高帽光束形状。 05*_h0} 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 A4';((OXy 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 u!g=>zEu y=9a2[3Dz
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fFXs:( <)Kjf/x 8. 总结 A#1aO 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 UkNC|#l) F)e*w:D 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 sLbz@5 4 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 o)}b Fw 9 K$F.{cx 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 PyYKeo= ygpC1nN 扩展阅读 mm#U a/~1u 9][Mw[k> 扩展阅读 2!68W
X 开始视频 M#S8x@U - 光路图介绍 .NjdkHYR 该应用示例相关文件:
4EB$e? - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 0 {{7 " - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Cy6[p BqZLqGOKu .E;6Xx_+r QQ:2987619807 qx0o,oZN!
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