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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) %2f``48#  
应用示例简述 |Up+Kc:z/n  
1. 系统细节 dQYb)4ir  
 光源 9JBPE  
— 高斯激光束 +wXrQV  
 组件 F^ 7qLvh  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 o%i^t4J$e  
— 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 ah1d0e P  
 探测器 %%`Nq&'  
— 视觉感知的仿真 jGl8y!aM  
— 高帽,转换效率,信噪比 swYlp  
 建模/设计 vp? 87h  
— 场追迹: PUV)w\!&is  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 :tp2@*] 9Z  
I@+h| n  
2. 系统说明 R  5-q{  
a|SgGtBtT4  
15+>W4v  
_Db=I3.HJ  
3. 建模&设计结果 btHN  
'iA#lKG  
不同真实傅里叶透镜的结果: 5ppOG_  
k{;"Aj:iL  
_ui03veA1  
lYmqFd~p  
4. 总结 $m,gQV~4  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $h`(toTyF  
C93BK)$}  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 id<i|  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 fuSfBtLPR#  
ZQXv-"  
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。 t ~ruP',~\  
\ZX5dFu0  
应用示例详细内容 g@wF2=  
6E/>]3~!  
系统参数 gF-<%<RV  
>/mi#Y6  
1. 该应用实例的内容 0D/u`-  
B4yU}v  
w`=_|4wFw  
SF$7WG3Q  
T6m#sVq  
2. 仿真任务 KY34Sc  
sd9$4k"  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 vw5f.8T;w  
=F'p#N0_2  
3. 参数:准直输入光源 4 AZ~<e\  
HM57b>6  
A'r 3%mC  
H e ABU(o4  
4. 参数:SLM透射函数 .Uq?SmK  
Cw42bO  
c.-h'1  
5. 由理想系统到实际系统 `Fa49B|`D  
_OV\W'RrA  
q9fCoz  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 2w\$}'  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 q9cmtZrm  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 !$Aijd s5  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 fHhm)T8KB  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 uw!  
^,u0kMG5l  
&7Frg`B&:  
,K9\;{C  
Q|QVm,m  
应用示例详细内容 ^?PU:eS  
:*bv(~FW  
仿真&结果 8 2qf7`  
j_N><_Jc  
1. VirtualLab中SLM的仿真 [ []'U'  
'F%4[3a$\n  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 5tPBTS<<"L  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 U |I>CDp  
 为优化计算加入一个旋转平面 ?_mcg8A@@*  
wKF #8Y  
@_"B0$,-i  
1Vq]4_09g1  
2. 参数:双凸球面透镜 F*V<L   
@sQ^6FK0G  
X-1<YG  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 fxfzi{}uj  
 由于对称形状,前后焦距一致。 v{{Cj83S+  
 参数是对应波长532nm。 ' >(])Oq,  
 透镜材料N-BK7。 dFY]~_P472  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 b3(pRg[Fp  
z_qy >  
g8^\|  
eduaG,+k7p  
pR_cI]{=SA  
)aoB -Lu  
3. 结果:双凸球面透镜 Z(Da?6#1  
zNSix!F  
V]b1cDx{  
 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!f! eA:  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 bqug o  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 aE}1~`  
mk>L:+  
G| 7\[!R  
whb|N2  
&gJKJ=7  
4. 参数:优化球面透镜 o(xRq;i  
oI=7X*B9  
Gvo(iOU  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 .DSn H6O  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 e&[gde(  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 1*S5:7Tb  
 透镜材料同样为N-BK7。 shW$V93<  
CU =}]Y  
[?3*/*V  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 `|K,E  
B5J!&suX  
*S_e:^  
~~:w^(s9  
5. 结果:优化的球面透镜 $ tf;\R  
4 -)'a} O  
 Q(SVJ  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ?]%JQ]Gf*  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 97:1L4w.(  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 d q=>-^o  
-_=0PW5{  
a]:tn:q  
VlKy6PSIg  
6. 参数:非球面透镜 #!p=P<4M  
\~xI#S@  
]D^dQ%{  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 0P`wh=")  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Li ,B,   
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 mhTpR0  
1@IRx{v$  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 0 eZfHW&  
R`=3lY;  
K%LDOVE8e  
8?] :>  
#QJ  mAA  
7. 结果:非球面透镜  {ZFa +  
8D]:>[|E  
*nNzhcuR  
 生成期望的高帽光束形状。 2&91C[da0  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 lJ]r %YlF  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 '|^LNAx  
&_FNDJ>MCk  
Z+ubc"MVb  
)gdv!  
*ggTTHy  
8. 总结 bHlG(1uf  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Wu)ATs}  
hZnT`!iFE^  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 eux _tyC  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ANSvZqKh  
nPq\J~M  
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。 `7jm   
 d$ Mk  
扩展阅读 tW5 \Ktjno  
Pb?H cg  
扩展阅读 )hk=wu6  
 开始视频 FW7+!A&F  
-     光路图介绍 o^~6RZ  
 该应用示例相关文件: Y~1}B_  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 c?) pn9  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
=f@O~nGm  
322W"qduTZ  
yb/< 7  
QQ:2987619807 kN9S;o@)  
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