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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) 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 q 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 $6kVhE!;  
 探测器 f 0A0uU8y  
— 视觉感知的仿真 SV0E7qX  
— 高帽,转换效率,信噪比 x DD3Y{ K  
 建模/设计 a ;WRTV  
— 场追迹:  G?AZ%Yx  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 [p^N].K$  
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$*z9bsf  
6 2GP1qH9  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 v6(Yz[  
dfl| 6R  
应用示例详细内容 onL&lE  
4+2XPaI m  
系统参数 t\Pn67t  
;43Ye ^=  
1. 该应用实例的内容 ,WSK '  
g S xK9P  
H'7AIY }  
HxCq6Y_m<  
v'gP,UO-%D  
2. 仿真任务 Ww-%s9N<  
:ZG^`H/X1d  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 erTb9`N4  
GG%X1c8K  
3. 参数:准直输入光源 Jf6u E?.  
ii&{gC  
Au3> =x`  
oE@{h$=  
4. 参数:SLM透射函数 o_; pEe  
jm9J-%?  
yZk HBG4  
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~z P!^m  
[GKSQt{)  
tk3%0XZH  
)P4#P2  
rK&ofc]f$  
应用示例详细内容 Fq3[/'M^  
kB_uU !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 20gPx;  
'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  
THQ W8 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。 | (P%<  
sBp|Lo  
"%ag^v9  
*sf9(%j  
6. 参数:非球面透镜 lj%8(Xu  
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)  
` 2|~Z H  
jLvI!q   
7. 结果:非球面透镜 KtY~Y  
3leg,q d  
#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  
I>/`W  
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@54  
 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  
BqZLqGO Ku  
.E;6Xx_+r  
QQ:2987619807 qx0o,oZN!  
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