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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) 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 $YSXE :  
— 高帽,转换效率,信噪比 q(KjhM  
 建模/设计 @5>#<LV=E#  
— 场追迹: 6Tl6A>%s  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 5n@YNaoIb  
2Rk}ovtD[  
2. 系统说明 Yuv i{ 0  
7~7L5PRW  
'75T2Ud  
'cD?0ou`o  
3. 建模&设计结果 M+/G>U  
kaBjA*  
不同真实傅里叶透镜的结果: -%asHDQ{  
I3t5S;_8  
j ZXa R  
XqTguO'  
4. 总结 y4^u&0}0$  
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~$\~B  
UK=ELvt]  
l<=;IMWd  
4. 参数:SLM透射函数 [&lK.?V)  
vX+oZj   
pBsb>wvej  
5. 由理想系统到实际系统 3?93Pj3oPt  
"hIYf7r##  
q<YM,%mgj  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 }lZEdF9GhG  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 G~9m,l+  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 iq&3S0  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ~1G^IZ6  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 RXgb/VR  
o_:v?Y>0  
Ot=>~(u0  
77RZ<u9/`  
kg/B<w'  
应用示例详细内容 r%,?uim#  
qGinlE&\  
仿真&结果 #:)'D?,  
EC+t-:a]  
1. VirtualLab中SLM的仿真 OSu&vFKz  
Liqo)m  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ]c(FgY c  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Ob0sB@  
 为优化计算加入一个旋转平面 g)hEzL0k  
(,Y[2_Zv  
!0{SVsc)  
x9lA';})  
2. 参数:双凸球面透镜 >"W^|2R  
f:;-ZkIU ?  
PGTEIptX7  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 g~U( w  
 由于对称形状,前后焦距一致。 t{k:H4  
 参数是对应波长532nm。 6H#: rM  
 透镜材料N-BK7。  Z-@nXt  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 *|rdR2R!  
*>m[ZJd%=  
UP]( 1lAf  
JVAyiNIH>M  
|$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>P5Px  
5U 84 *RY  
f;E#CjlTL  
4$-R|@,|_  
e@3SF  
4. 参数:优化球面透镜 =!TUf/O-  
C[FHqo9M?H  
BMp'.9Qgm  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 1]xmOx[mb  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ^ :VH?I=  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 I~7iIUD  
 透镜材料同样为N-BK7。 GcO2oq  
>a"J);p  
`Vvi]>,cg`  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Ejk;(rxI  
& SXw=;B  
 y|LHnNQ  
0cm34\*  
5. 结果:优化的球面透镜 * + T(i  
+wi=IrRr  
ZU 3Psj  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ,{*g Q%7  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 fU6YJs.H^8  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Ts!'>_<Je  
l b(  
J|W E&5'  
Q<sqlh!h  
6. 参数:非球面透镜 IO)Y0J>x  
fe\lSGmf  
Us`=^\  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 0)&!$@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,V N?l  
7. 结果:非球面透镜 ~kW?]/$h  
^50dF:V(1  
' ]k<' `b|  
 生成期望的高帽光束形状。 Lu#qo^  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 uw mN !!TS  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ?L<B]!9HZt  
NK|UeL7ght  
ox-m)z `7  
G+dq */  
]p!{   
8. 总结 xsa`R^5/c  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 TOwqr T/  
oSCaP,P  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 5FOMh"!z\  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 =MNp;  
kj6:P$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  
.UP h  
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
"3RFy i  
3;>ls~4  
5/"$ _7"{a  
QQ:2987619807 x9YQd69  
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