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) C-&ymJC| 应用示例简述 OIcXelS:@k 1. 系统细节 AFrJzh:V[ 光源 ']M/'CcM — 高斯激光束 :7v'[b 组件 QUrPV[JQ — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 2*:q$ c — 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 n#(pT3&
探测器 k#].nQG
— 视觉感知的仿真 $YSXE
: — 高帽,转换效率,信噪比 q(KjhM 建模/设计 @5>#<LV=E# — 场追迹: 6Tl6A>%s 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 5n@YNaoIb 2Rk}ovtD[ 2. 系统说明 Yuvi{ 0 7~7L5PRW
'75T2Ud 'cD?0ou`o 3. 建模&设计结果 M+/G>U kaBjA* 不同真实傅里叶透镜的结果: -%asHDQ{ I3t5S;_8
jZXa
R XqTguO' 4. 总结 y4^u&0}0$ 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 5ya9VZ5# /"{d2 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 2\xw2VQ@P 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 }9fa]D-a? J@3, 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。 &,nv+>D 1!#N-^qk 应用示例详细内容 n]4E>/\ RTOA'|[0M 系统参数 Rlq7.2cP }%wd1`l7 1. 该应用实例的内容 v3-/ [-XB: DH(<{ #u A}9Z%U >xFvfuyC Y
;Ym=n' 2. 仿真任务 8D*7{Q 0m@+ &X>w 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。 VvhfD2*T ,-UF5U 3. 参数:准直输入光源 u?^V4 +V \6b~$\~B
UK =ELvt] l<=;IMWd 4. 参数:SLM透射函数 [&lK.?V) vX+oZj
pBsb>wvej 5. 由理想系统到实际系统 3?93Pj3oPt "hIYf7r## q<YM,%mgj 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 }lZEdF9GhG 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 G~9m,l+ 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 iq&3S 0 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ~1G^IZ6 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 RX gb/VR
o_:v?Y>0 Ot=>~(u0
77RZ<u9/` kg/ B<w' 应用示例详细内容 r%,?uim# qGinlE&\ 仿真&结果 #:)'D?, EC+t-:a] 1. VirtualLab中SLM的仿真 OSu&vFKz Liqo)m 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ]c(FgYc 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Ob0sB@ 为优化计算加入一个旋转平面 g )hEzL0k (,Y[2_Zv !0{SVsc) x9lA';}) 2. 参数:双凸球面透镜 >"W^|2R f:;-ZkIU ? PGTEIptX7 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 g~U(w 由于对称形状,前后焦距一致。 t{k:H4 参数是对应波长532nm。 6H#:rM 透镜材料N-BK7。 Z-@nXt 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 *|rdR2R! *>m[ZJd %=
UP](1lAf JVAyiNIH>M
|$WHw*F^ %i9S" 3. 结果:双凸球面透镜 z{XB_j6\= Mc,79Ix" - H?c4? 5 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。 u>>|ZPe 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 {&1L &f< 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 vC]X>P5 Px 5U84*RY
f;E#CjlTL 4$-R|@,|_
e@3SF 4. 参数:优化球面透镜 =!TUf/O- C[FHqo9M?H BMp'.9Qgm 然后,使用一个优化后的球面透镜。 1]xmOx[mb 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ^ :VH?I= 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 I~7iIUD 透镜材料同样为N-BK7。 GcO2oq
>a"J);p `Vvi]>,cg` 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Ejk;(rxI & SXw=;B
y|LHnNQ 0cm34\* 5. 结果:优化的球面透镜 * +
T(i +wi=IrRr ZU 3Psj 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ,{*g
Q%7 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 fU6YJs.H^8 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Ts!'>_<Je
l b(
J|WE&5' Q<sqlh!h 6. 参数:非球面透镜 IO)Y0J>x fe\lSGmf Us`=^\ 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 0)&!$@HW 非球面透镜材料同样为N-BK7。 93*csO?Db 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 qT#e
-.G H-_gd.VD 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 =-sTV\ O:?3B!wF "#C2+SKM1
j\C6k Vb,VN?l 7. 结果:非球面透镜 ~kW?]/$h ^50dF:V(1 ']k<'`b| 生成期望的高帽光束形状。 Lu#q o^ 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 uw mN!!TS 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ?L<B]!9HZt NK|UeL7ght
ox-m)z `7
G+dq
*/ ]p! { 8. 总结 xsa`R^5/c 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 TOwqr T/ oSCaP,P 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 5FOMh"!z\ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 =MNp; kj6:P$tH 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。 U9oUY> 9 .UPh 扩展阅读 wnS,Jl ;UQza ]i 扩展阅读 +byOThuE 开始视频 7d;|?R-8D - 光路图介绍 f|{iW E2d 该应用示例相关文件: bYsX?0T!p - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 \_Bj"K - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 "3RFyi 3;>ls~4 5/"$_7"{a QQ:2987619807 x9YQd69
|
|