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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]#26`d  
应用示例简述 L /ibnGhq]  
1. 系统细节 &qg6^&  
 光源 aH. "| *.  
— 高斯激光束 &/U fXKr  
 组件 3&})gU&a  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 5/nL[4Z  
— 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 2om:S+3)2  
 探测器 r&8aB85  
— 视觉感知的仿真 iz-z?)%  
— 高帽,转换效率,信噪比 d?X,od6  
 建模/设计 < ?B3^z$  
— 场追迹: l[i4\ CT  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 4\-11!'08  
mce qZv  
2. 系统说明 >gp53\  
a,oTU\m C  
B$rhsK%  
 E& cC2(w  
3. 建模&设计结果 v Z]j%c@  
f%EHzm/V  
不同真实傅里叶透镜的结果: %@C8EFl%3  
I^A>YJW  
) Z3KO  
}T$BU>z33N  
4. 总结 d\>XfS  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 8D)1ZUx7`  
~RVlc;W  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 m OUO)[6y  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 i_N8)Z;r  
c #{|sR5  
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。 Ac U@H0  
8zHx$g  
应用示例详细内容 +&7V@  
[w<_Wj  
系统参数 S~:uOm2t\  
g "Du]_,  
1. 该应用实例的内容 O=bkq}  
z` 6$p1U  
:N<Qk  
1"CWEL`i  
2?7ID~\  
2. 仿真任务 PsUO8g'\  
(!fx5&F  
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。 Ydrh+  
BGi'UL,  
3. 参数:准直输入光源 o}r_+\n  
yn!;Z ._  
W)ug %@)  
r1 :TM|5L  
4. 参数:SLM透射函数 h^rG5Q  
e^ N~)Nlj  
`5- ;'nX  
5. 由理想系统到实际系统 b * \ oQ  
;!f~  
\h'7[vkr  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 X[h{g`  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 kO}%Y?9d  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 Io<T'K  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 e~ OrZhJ=_  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 wowf 1j-  
`scW.Vem  
k(RKAFjY  
>[wxZ5))  
k'%yvlv  
应用示例详细内容 =_=%1rI~  
Mhn1-ma:  
仿真&结果 xkFa  
O-7)"   
1. VirtualLab中SLM的仿真 !+$QN4{9  
j.6!T'$|  
 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)。 j7E;\AZ^  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 CC^]Y.9  
 为优化计算加入一个旋转平面 _YlyS )#@  
g~-IT&O  
'2Zs15)V  
3}V (8  
2. 参数:双凸球面透镜 3c#^@Bj(-e  
$W}:,]hoj  
*\#<2 QAe  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ,5<AV K-#Q  
 由于对称形状,前后焦距一致。 *VXx\&  
 参数是对应波长532nm。 *>?N>f"  
 透镜材料N-BK7。 q'7.lrKwa>  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 LkHH7Pd@  
6@lZVM)E  
*MfH\X379  
}U=}5`_]D  
"4xo,JUf  
I/upiqy  
3. 结果:双凸球面透镜 WYRC_U7  
4E=QO!pVv  
S=S/]]e  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 o_=4Ex "  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 VWt=9D;  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 E4\HI+  
;~r-P$kCY  
\nyqW4nTm  
C8v  
.nEMd/pX  
4. 参数:优化球面透镜 ?#<'w(^%#  
eu)""l  
dpchZ{  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。  l #]#_  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 d^54mfgI  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 -]}#Z:&  
 透镜材料同样为N-BK7。 }vx 46  
z@ZI$.w  
vq9O|E3  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 s^6,"C  
6yUThv.G#  
W,,3@:  
2h<_?GM\s  
5. 结果:优化的球面透镜 P()n=&XO6  
.P T7  
y+$vHnS/jC  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 [oBRH]9cq  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 /g%RIzgW  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 E}%Pwr  
 )bYOy+2g  
sqF.,A,  
}jce5E  
6. 参数:非球面透镜 r$M<vo6C  
'-~J.8-</  
t:oq't  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 ukW L3  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 8kd):gZKZ  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 "g"%7jK  
0S+$l  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 +7lr#AvU/  
fTX|vy<EMI  
=d~pr:.F  
J?t(TW6E  
:.BjJ2[S  
7. 结果:非球面透镜 &.yX41R  
Zn*W2s^^{  
DH$Nz  
 生成期望的高帽光束形状。 \%]lsml  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 d'Dd66  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 41.xi9V2  
Q>\DM'{:4  
wUg=j nY   
Wy1.nn[  
@kT@IQkri  
8. 总结 kDR5kDiS  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 (VCJn<@@  
X$t!g`  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 4 8; b  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。  C !v%6[  
?mVSc/  
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。 ]H`pM9rC  
Mxd7X<\$  
扩展阅读 bq5we*" V  
DV({! [EP  
扩展阅读 {SZv#MrK  
 开始视频 Mbly-l{|  
-     光路图介绍 hDoFF8)c  
 该应用示例相关文件: \SgBI/L^  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 &(o&Y  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
|Z o36@s  
B'y)bY'_dS  
K1;b4Sl?A  
QQ:2987619807 u Vv %k5  
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