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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) BabaKSm}LP 应用示例简述 QM,#:m1o 1. 系统细节 \gA!)q.; 光源 Gp%po@A& — 高斯激光束 ^ h=QpH 组件 )O'LE&kQ| — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ^PG" — 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 "@ >6<(Ki 探测器 (/y8KG3 — 视觉感知的仿真 zt.kNb — 高帽,转换效率,信噪比 3W1Lh~Av 建模/设计 s'HsLe0| — 场追迹: *%xbn8 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 %=**cvVy o78u>O y 2. 系统说明 c^}G=Z1@ RZ6y5
%QP[/5vQ "vGh/sXW 3. 建模&设计结果 Q2
q~m8( !Asncc G 不同真实傅里叶透镜的结果: ]4aPn gL<n?FG4b
(MGgr JFv70rBe 4. 总结 fPeS; 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Vr2A7kq qbyYNlXqm 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 zgD?e?yPO 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 u(vZOf]jL CR4O#f8\ 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。 6_mi9_w &'6/H/J 应用示例详细内容 ?Q:SVxzUd !}Xoqamm 系统参数 Es>' N3A
z pRQ7rT',v 1. 该应用实例的内容
fHiL%]z ~5
6&!4 =.`\V] CL0lMZ s;A7:_z#7 2. 仿真任务 z;JV3)E $J1`.Q>)4 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 `v-[& "Enb 3. 参数:准直输入光源 SkuR~! L{/%
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!wp1Df[ x3n9|Uud 4. 参数:SLM透射函数 |WB-N g &S4*x|-C&
.\_):j* 5. 由理想系统到实际系统 n/KO{: B*tYp EE9w^.3a 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ]I|(/+}M 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 @c^ Dl 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 kZe<<iv 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 B[8bkFS>] 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 jG>W+lq
[}szM^ ,HP }}K+S
^ ]9K>} pU_3Z3CeE 应用示例详细内容 :#:|:q.] ((ebSu2-?$ 仿真&结果 tV!?Ol _ [k
\S|iY 1. VirtualLab中SLM的仿真 K]|Ud No N3"Jo uP 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)。 VAiJL 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ,X4b~) 为优化计算加入一个旋转平面 hywcj\[ Qvp"gut)%X SnE^\I^O i~h@}0WR" 2. 参数:双凸球面透镜 \%<M[r= 0&s6PS% i#-v4g 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 8 m"k3:e^ 由于对称形状,前后焦距一致。 k6C XuU 参数是对应波长532nm。 /\%<VBx ?q 透镜材料N-BK7。 C*mVM!D);! 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 uw \@~ ,d AW5iwq6p
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$Ivjcs: 3en9TB 3. 结果:双凸球面透镜 oPi>]#X BwT[SI<Sg IV,4BQ$ 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。 i}vJI}S.$ 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ujV{AF`JfB 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ?4':~;~ N|DfE{,
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PCl5,]B} 4. 参数:优化球面透镜 >[ B.y ny{C,1QG 6\8d6x> 然后,使用一个优化后的球面透镜。 `=Ip>7T& 通过优化曲率半径获得最小波像差。 (H_dZL 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 [NSslVr 透镜材料同样为N-BK7。 [[|#}D:L -,")GA+[7 F
CYGXtc 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 2iNLm6" {JfQQP&FV
vh\i ^ AA5G`LiT 5. 结果:优化的球面透镜 c~hH
7/v s!(R w*`:v$ 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 /1EAj 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 [|:{qQyD 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 $0[T<]{/?
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=2&\<Q_Fi 0%bCP/ 6. 参数:非球面透镜 z 3aGK *aCL/: yX!fj\R 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 @JGmOwZ 非球面透镜材料同样为N-BK7。 lgews" 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 gC?}1]9c uq3pk3
)W9 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 hi,="
/9 ]({-vG\m }<WJR Y6j
eDpi0htm KSs1EmB 7. 结果:非球面透镜 &%fcGNzJQ =n,;S W <ww D*t 生成期望的高帽光束形状。 H?"M&mF 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ]+:yfDtZd 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 3A,N1OXG fAJyD`]Z
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8;gi8Y y11^q*} 8. 总结 ?J2{6,}O*. 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 !*v%
s jzf~n~ 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ?d%)R*3IX 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 /!ElAL
nWsRauY 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 _\>y[e["p L$=R/l 扩展阅读 NAo.79 5.^pD9 [mT 扩展阅读 br=e+]C Y) 开始视频 |it*w\+M - 光路图介绍 .
Z&5TK4I 该应用示例相关文件: `p\%ha!,w - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 bbjba36RO - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ZSNbf|ldiE b=Nsz$[ CRo'r/G QQ:2987619807 ).kU7;0
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