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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) OlhfBu)~  
应用示例简述 "xZ]i)  
1. 系统细节 0CI?[R\  
 光源 )F&@ M;2p'  
— 高斯激光束 rq9{m(  
 组件 v vlfL*f  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Vn? %w~0!  
— 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 FCQoz"M  
 探测器 3tI=? E#  
— 视觉感知的仿真 #/@U|g  
— 高帽,转换效率,信噪比 W5(t+$L.  
 建模/设计 lDV8<  
— 场追迹: `|wH=  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ,T"pUeVJ  
-2|D( sO  
2. 系统说明 ;_K+b,  
#})Oz| c  
rwFR5  
8,YF>O&  
3. 建模&设计结果 y?<[g;MuT  
B Hn`e~  
不同真实傅里叶透镜的结果: m\7-/e2 a  
M$-4.+G  
KSVIX!EsX  
F/ 2@%,2n  
4. 总结 ~w Dmt  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 0~A<AF*t  
*jGB/ y  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 N<hbV0$%  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 J"|)?$d]z  
PqPLy  
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。 COFs?L.`  
=nFT0];  
应用示例详细内容 66D<Up'K  
9 f-T>}  
系统参数 aRq7x~j )\  
,Ng3!2&$e  
1. 该应用实例的内容 v6oPAqj,r  
<,Sy:>:"  
@S?.`o  
Q6,rY(b6  
3k;U#H  
2. 仿真任务 NUH;GMj,,  
C-qsyJgZy  
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。 h@Ea$1'e,  
KU-z;}9s  
3. 参数:准直输入光源 cAyR)Y!I  
XZcsx  
Cd'P  
!/< 5.9!9r  
4. 参数:SLM透射函数 POH >!lHu  
=/6.4;8  
Z/q%%(fh 0  
5. 由理想系统到实际系统 H; TmG<S  
cLr? B;FS  
\*LMc69  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 z"}k\B-5  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 @[=*w`1  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 {,IWjt &>  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ol!o8M%Q  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 huvg'Y t  
tyP-J4J  
Vnh +2XiK  
T 6QnCmB4  
TzPx4L6?  
应用示例详细内容 \^Y#"zXo1  
x)"=*Jj  
仿真&结果 W{ eu_  
8o-?Y.2  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ez(4TtT  
Da-F(^E  
 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)。 E>4#j PK  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 d/Py,  
 为优化计算加入一个旋转平面 cnLC>_hY  
v^@L?{" }8  
~lDLdUs  
yp@mxI@1  
2. 参数:双凸球面透镜 x ?^c:`.  
^{6Y7T]  
>=U $s@  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 r0\bi6;s/  
 由于对称形状,前后焦距一致。 /4_}wi\  
 参数是对应波长532nm。 ljiq+tT  
 透镜材料N-BK7。 Hkg@M?(  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 H5&>Eny  
7[D0n7B@  
tH_# q"@)  
44%H? ,d  
`b\4h/~  
IC}zgvcW  
3. 结果:双凸球面透镜 lg8~`96  
'Fonn  
FblGFm"P  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 bzJKoxU  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 uFok'3!g7%  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 2$\f !6p  
6,@M0CX  
$hKgTf?  
G x,D'H'  
+vU.#C_2  
4. 参数:优化球面透镜 3_h%g$04 s  
fLD9RZ8_  
(XW#,=rYk  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 k&~vVx  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 E_H1X'|qS4  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 SQ.4IWT(hR  
 透镜材料同样为N-BK7。 &Mc mA  
c<H4rB  
I* bjE '  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 'R'>`?Nh  
#e|eWi>  
~(Tz <  
+\W"n_PPy  
5. 结果:优化的球面透镜 26Yg?:kP  
mdZELRu  
<!+o8z]  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 JHQ8o5bEQp  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 .1pEq~>  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 TWs|lhC7!  
B}MJ?uvA  
=?f}h{8x>  
Wt`D  
6. 参数:非球面透镜 w(G(Q>GI  
N!m%~},s//  
djSN{>S  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 }`MO}Pz  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 G` 8j ^H,  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Gg!))I+  
fg1y@Dj/&  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 )R|7> 97  
fC-^[Af)  
1z`,*eD7  
zJsoenU  
gO/(/e>P  
7. 结果:非球面透镜 x$Dv&4  
:rj78_e9  
Q0--.Q=:Y  
 生成期望的高帽光束形状。 t/$xzsoJZr  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 C{ti>'"V  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 uqyf3bK  
|`okIqp  
=QC^7T  
|4c==7.  
eeDhTw9  
8. 总结 F9<OKcXH  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 7*5ctc!dG  
dL\8^L  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 w\mF2h  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~3%3{a a  
g\l;>  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 xL BG}C  
C:K\-P9  
扩展阅读 Jt)~h,68  
t#q> U%!  
扩展阅读 6a@~;!GlI  
 开始视频 S?{5DxilO  
-     光路图介绍 saT9%?4-  
 该应用示例相关文件: Y; w]u_  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 VZ,T`8"  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
zb" hy"hKw  
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${+.1"/[  
QQ:2987619807 Lm?*p>\Q  
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