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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) /^jV-Z`  
应用示例简述 ?yq $ >Qba  
1. 系统细节 A]WR-0Z7  
 光源  +bC=yR  
— 高斯激光束 YYzl"<)c  
 组件 d7)EzW|I;  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 /CT g3Q"KQ  
— 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 .on}F>3k$  
 探测器 A"PmoV?lAm  
— 视觉感知的仿真 ]|#%`p56  
— 高帽,转换效率,信噪比 x[w!buV0\  
 建模/设计 hZ;[}5T\<S  
— 场追迹: ~UhTy~jya  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 iAWd 9x  
5kju{2`GF  
2. 系统说明 ]DV=/RpJ9B  
d0"Xlle ld  
Jd0I!L  
UrhSX!g/A>  
3. 建模&设计结果 5[\LQtM  
Co%EJb"tk  
不同真实傅里叶透镜的结果: s<;kTReA  
N*CcJp{Q  
rcx'`CIJ  
gWZzOH*  
4. 总结 \as^z!<  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 %=t8   
NZh\{!  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 DGY?4r7>y  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ra[*E4P9L*  
,%uK^U.zk  
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。 )?zlhsu}1;  
=iEQE  
应用示例详细内容 U<"@@``+N  
mO1r~-~AJ  
系统参数 O 6}eV^y  
)t#v55M  
1. 该应用实例的内容 E2Jmo5yJR  
=,4iMENm!  
K>a+-QWK3  
1[&V6=n  
]g0h7q)79  
2. 仿真任务 Munal=wL  
i;GF/pi  
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。 SJXA  
j$u=7Z&E  
3. 参数:准直输入光源 hfBZ:es+  
~t` uq  
-{tB&V~+v  
'Rg6JW\  
4. 参数:SLM透射函数 [IgB78_$  
|'R^\M Q  
D')m8:>  
5. 由理想系统到实际系统 jLy3c@Dp  
>cE@m=[  
n=+K$R  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 k ='c*`IE  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 (r]3tGp  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 !B#Lea  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 {}W9m)I  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 <.HDv:  
Zc<fopih  
>n^| eAH  
<Z -d5D>  
~ }g"Fe  
应用示例详细内容 .-[d6Pnw  
E<|p9,M  
仿真&结果 '0juZ~>}  
4 )U,A~ !  
1. VirtualLab中SLM的仿真 -q}c;0vL-a  
e9 `n@  
 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)。 N!u(G  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 [It E+{U  
 为优化计算加入一个旋转平面 ^-24S#KE  
!RJuH;8  
$<~o,e-4  
#:5vN-9?  
2. 参数:双凸球面透镜 &QoV(%:]  
Y~j )B\^{  
0CTUcVM#9  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 x2KIGG ^  
 由于对称形状,前后焦距一致。 xXJl Qbs  
 参数是对应波长532nm。 QQB\$[M!Z  
 透镜材料N-BK7。 EzXGb  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 7E-1 #4  
20O\@}2q2M  
BM@:=>ypQ  
UZ`GS$D@  
S"/M+m+ ]  
is2OJ,  
3. 结果:双凸球面透镜 ZE!dg^-L  
T/A[C  
TCC([  
 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。 |Zn |?#F  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 xux j  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 3miEF0x[  
CflGj0oy8  
R`_RcHY:  
?0{8fGM4  
Q}A*{9#|  
4. 参数:优化球面透镜 5$(qnOi  
C_&-2Z  
>sUavvJ~x  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 # -0}r  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 G<S(P@ss  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 S:*.,zC  
 透镜材料同样为N-BK7。 A`NkgVq5:  
e)Be*J]4  
aBH!K   
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 =lE_ Q[P  
E>bK-jG  
kb27$4mm  
v(=?ge YLo  
5. 结果:优化的球面透镜 g3} K  
*~t&Ux#hj  
8f""@TTp  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 yc#0c[ZQu  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 yBd#*3K1  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 GE2^v_  
}67lL~L  
+/bT4TkML  
({GN.pC(  
6. 参数:非球面透镜 {z4v_[-2CF  
9]{(~=D7  
IQ${2Dpg[  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 ^""Ss  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 -v '|#q  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 O?6ph4'  
vZDM}u  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 #6'x-Z_  
 !e+^}s  
1ZUmMa1(  
#- l1(m  
^#-i%V%  
7. 结果:非球面透镜 -HE@wda  
)_m#|U?Rex  
0|RFsJ"  
 生成期望的高帽光束形状。 ,)S(SnCF  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 +"u6+[E  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 XLog+F$`  
8PR1RC J  
s+EJXox w  
&!kD81?Mm  
8&g`Uy/b  
8. 总结 \Ax[/J2aO  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 mbij& 0  
j>OuNeo@4  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 0u3"$o'R  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 C78V/{  
jjT|@\-u  
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。 qu}&4_`%:V  
U_X/  
扩展阅读 @@?P\jv~  
Vy- kogVt  
扩展阅读 zqDG#}3f^  
 开始视频 5._=m"Pl  
-     光路图介绍 Cwb }$=p'  
 该应用示例相关文件: Vb _W&Nwd  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Y &G]M  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
F$|Ec9  
-naj.omG|  
\Y>!vh X  
QQ:2987619807 yV'<l .N  
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