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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) F.vRs|fk  
应用示例简述 $f:uBhM  
1. 系统细节 L( 6b2{"  
 光源 Z '5itN^  
— 高斯激光束 @ m`C%7<  
 组件 L.;b( bFe  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 A?YYR%o%'  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 t&U9Z$LS  
 探测器 i%i~qTN  
— 视觉感知的仿真 ^|/mn!7wD  
— 高帽,转换效率,信噪比 wv\X  
 建模/设计 YmljHQP  
— 场追迹: SdH=1zBc  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 DGFSD Py[  
j7!u;K^c  
2. 系统说明 TEV DES  
4  %0s p  
1< !P:@(  
i c{I  
3. 建模&设计结果 P'~`2W0sz  
Fs]N9],=I  
不同真实傅里叶透镜的结果: %FjUtB  
~n 'A1  
4?pb!@l  
1H-Wk  
4. 总结 2}^=NUM\NX  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 I9kz)Q o  
W?Z>g"  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 >LPb>t5%p  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Pt"K+]Ym  
;@; a eu  
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。 S}C[  
1Ek3^TOv7  
应用示例详细内容 R>c>wYt'f  
SQ) BS/8A  
系统参数 Z `F[0-  
Luao?;|U  
1. 该应用实例的内容 aImzK/  
Z}O]pm>=G  
&N.pW=%,N  
q^[t</_ N  
bidFBldKl  
2. 仿真任务 a 4?A 5  
)WvKRp r  
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。 6 lzjaW5h  
b`e_}^,c  
3. 参数:准直输入光源 HxbzFu?h  
21!X[) r  
hNc8uV{r=  
2P:X_:`~[  
4. 参数:SLM透射函数 %; &lVIU0  
[P}Bq6;p  
CDJ@Tdp  
5. 由理想系统到实际系统 B~:yM1f@u4  
bqn(5)%{  
e"866vc,  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 jwwRejNV  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 $z!G%PO1%  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 {/noYB<;  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 6vNW)1{nn  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 >FE8CH!W&  
-#I]/7^  
|6So$;`  
knO X5UnS  
N+.Nu= +i2  
应用示例详细内容 bB4FjC':  
P 0\`4Cr!  
仿真&结果 Wl3S]4A  
/J^dz vH  
1. VirtualLab中SLM的仿真 <HnJD/g  
{)Wf[2zJ  
 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)。 !$98 U~L  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ,|c;x1|O  
 为优化计算加入一个旋转平面 \(LD<-a  
SB%D%Zx6'%  
Sk EI51]  
=?|$}vDO[  
2. 参数:双凸球面透镜 cPcH 8Vd  
aUL7 ]'q}  
8`S1E0s  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Ep-bx&w+  
 由于对称形状,前后焦距一致。 p+g=Z<?`  
 参数是对应波长532nm。 #j7&2L  
 透镜材料N-BK7。 oY~q^Y  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 4!14: mq  
/- Gq`9Z  
=9TwBr.CJ  
Dt!KgI3  
NtGJpT4YX  
\i?bt0bM  
3. 结果:双凸球面透镜 pku\)  
S\ak(<X  
I3 6@x`f  
 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。 In4VS:dD  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 -pJ\_u/&%`  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 @@ @}FV&  
PM!JjMeQh  
n-K/d I  
4Kt0}W  
V9/2y9u  
4. 参数:优化球面透镜 T0A=vh;S  
mm_)=Ipj>  
;a|%W4"  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 K 91O$'J  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 F&`%L#s|  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 Q|[^dju  
 透镜材料同样为N-BK7。 .Ao _c x  
0B[~j7EGO  
1OvoW Nx  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ("(wap~<nD  
4-HBXG9#/  
s Y4w dG  
:CqR1_n%  
5. 结果:优化的球面透镜 ]Ky`AG`2~  
'uzHI@i  
HjzAFXRG  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 W $mw9  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 3u t<o-  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 6W:]'L4!  
)Ko~6.:5H  
kbvF 9#  
63'% +  
6. 参数:非球面透镜 <iH   
>;"%Db  
R'1j  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 'w1ll9O  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 P_H2[d&/>D  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 3-AOB3](  
_s<BXj  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 mz x$(u  
7Ou]!AOhG  
d" 0&=/  
1fV)tvU$  
Z6M qcAJ3j  
7. 结果:非球面透镜 )l(DtU!E  
9*~";{O.Oa  
jZ"j_ =o@  
 生成期望的高帽光束形状。 jT]R"U/Q  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ffI=Bt]t  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 CX2qtI8N?  
%S`Wu|y  
L)<~0GcP  
"5ISKuL  
I d8MXdV  
8. 总结 X]2x0  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 :_F 8O  
(i\{hq/  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 dEI!r1~n  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 YIIc@ )  
? 47"$=G  
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。 Pd;8<UMk  
/V2yLHm  
扩展阅读 `H9 +]TWj<  
OaT]2o  
扩展阅读 NU'2QSU8  
 开始视频 ^R :zma  
-     光路图介绍 BaUuDo/ZO  
 该应用示例相关文件: MLi aCG;  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 hpbi!g  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
Gf+X<a  
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K:VZ#U(_  
QQ:2987619807 A42!%>PB  
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