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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) %|s+jeUDn| 应用示例简述 vpmj||\- 1. 系统细节 J:V?EE,\- 光源 cnTaJ/o — 高斯激光束 oudxm[/U 组件 @)J+,tg/7 — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ~69&6C1Ch — 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 |sJSN.8 探测器 j?'GZ d"B — 视觉感知的仿真 bhniB@< — 高帽,转换效率,信噪比 7uzkp&+: 建模/设计 <[w=TdCPs — 场追迹: ,v"YqD+GC5 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Gz.|]:1 4?B\O`sy. 2. 系统说明 |\pbir 5oAK8I
p5G?N(l Jv^h\~*jH 3. 建模&设计结果 (+0v<uR^D p,#o<W 不同真实傅里叶透镜的结果: R17?eucZ 'inFKy'H
5{g?,/( !r<pmr3f@7 4. 总结 A0Qb 5e 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \-g)T}g,I z<Nfm 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 (!:,+*YY 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 jyCXJa-!- .[_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。 %^jMj2 vam;4vyu 应用示例详细内容 r]6C ez|)ph7 系统参数 vX.VfY
+U3DG$ 1. 该应用实例的内容 }~L.qG s%W C/ZK > ;*b|Ik {z{bY\ +{oG|r3L 2. 仿真任务 z:wutqru wfH^<jY)E 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。 a^I\ /&aw' #pnI\ 3. 参数:准直输入光源 BI%$c~wS e~=;c
%#kg#@z_`e ;>Ib^ov 4. 参数:SLM透射函数 xA$XT[D 2fL;-\!y(
glDu2a,Q 5. 由理想系统到实际系统 T{-CkHf9Q bE !G JZ ?82xdpg 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 VZKvaxIk6 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 |IzPgC 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 rD3v$B 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 .(cw>7e3D 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。
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k5'Vy8q sYI-5D] 应用示例详细内容 0Qf,@^zL* s Z].8. 仿真&结果 (@fHl=! Za n-tgX?1' 1. VirtualLab中SLM的仿真 Jdj2~pTq *Q
"wwpl? 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 6a~|K-a6 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 p8Qk'F=h 为优化计算加入一个旋转平面 *RJG!t*t KW pVw! x??+~$}\*- A P?R"% 2. 参数:双凸球面透镜 ia!y!_L\' 286jI7 T 2K/4Rf0; 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 "#2a8# 由于对称形状,前后焦距一致。
iu=7O 参数是对应波长532nm。 KJ)k =mJ 透镜材料N-BK7。 K0|FY=#2y 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ymhtX6] 2} /aFR
V]lLw) NJWA3zz
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M4JJV( 3M[!N 3. 结果:双凸球面透镜 $r@zs'N bN1|q|9 *&^Pj%DX 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 R'as0 u\ 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 BYL)nCc 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 0d)M\lG On9A U:\
FpmM63$VN[ k8&;lgO'
F rfM3x6UM 4. 参数:优化球面透镜 P64PPbP ]8_NZHld *K8$eDNZ 然后,使用一个优化后的球面透镜。 ;u_X) 通过优化曲率半径获得最小波像差。 {4<C_52t 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 %S960 透镜材料同样为N-BK7。 MzdV2. 6_GhO@lOG >
PRFWO 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 V1N3iI vxBgGl
c<:-T xX&+WR 5. 结果:优化的球面透镜 'urafE4M |.: q ]v UwG--* 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 M6"PX *K 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Y8~"vuIE5 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 *SJ_z(CZm
G"qvz{*
C_}]`[ KxJ!,F{>H 6. 参数:非球面透镜 oq
Xg XJ;57n-? G5BfNU 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 #jvtUS \ 非球面透镜材料同样为N-BK7。 TQF| a\M' 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ~g]Vw4pv e'NJnPO 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 0*3R=7_},o _`j7clEz {UI+$/v#
hE D}h![ r(TIw%L$ 7. 结果:非球面透镜 NIry)'" R B Jq-]7N%k/ 生成期望的高帽光束形状。 Naf0)3q>! 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Gx/Oi)&/ 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 !c
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]ipajT .W%)*&WH\ 8. 总结 m=:9+z 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 P/eeC" j3V
-LnA 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 H/
HMm{4 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 EI%89i`3^ rglXs 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。 =j]<t }o(-=lF 扩展阅读 mO7]9p QA`sx 扩展阅读 $Ds2>G4c 开始视频 i-_mTY&M - 光路图介绍 .|70; 该应用示例相关文件: 5|s\*bV` - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 T.BW H2gRP - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 e X|m *])
`z8Ox pz*3N QQ:2987619807 G5 WVr$
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