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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) 7th&C,c& 应用示例简述 H^'*F->BA 1. 系统细节 .i[Tp6'%, 光源 TtkB — 高斯激光束 - Npl x 组件 LLaoND6 — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 [S3X — 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 =0x[Sa$&, 探测器 ph^qQDA — 视觉感知的仿真 ?z
Ms; — 高帽,转换效率,信噪比 dIIsO{Zqv 建模/设计 D/@:wY — 场追迹: X#+A?>Z]}< 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ^t9"!K {[)J~kC+ 2. 系统说明 64b9.5Bn .\*\bvyCw
p]=8=pE< r&Za*TD^ 3. 建模&设计结果 }b6ja y !7^fji 不同真实傅里叶透镜的结果: =We}&80x PJh\U1Z
d3^LalAp 8l;0)`PU 4. 总结 TtKBok 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 +,c;Dff f>Bcr9]] 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 r{6 ,; 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 o(|`atvK v2rX uo 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 BC!l)2 stoBjDS 应用示例详细内容 CF =#?+x ~>s^/`|? 系统参数 6Y\9h)1Jo 1cOp"! 1. 该应用实例的内容 t(Iy[- 2ORWdR.b V,|9$A; ^ /:]HG K& 2p<\2 2. 仿真任务 &<.Z4GxS P,D >gxl 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。 6t/})Xv <fs2; 3. 参数:准直输入光源 J>X aQfzwU LF*3Iw|v
cGOE $nL %>5Ht e< 4. 参数:SLM透射函数 +S0A`rL i!YZF$|
{TE0 5. 由理想系统到实际系统 fB;'U @RbAC*Y]g )k29mqa` 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 k 2;m"F 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 g<}EL[9[J 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 EX8]i,s|E 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 Pgye{{ 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 a[ Txd=b
`acorfpi >Z<ym|(T*
j(Q$frI SuGlNp>#qm 应用示例详细内容 VJHHC.Kz ~LYKt0/W& 仿真&结果 |byB7f |W*f6F3 1. VirtualLab中SLM的仿真 xH3SVn(I J8? 6yd-7 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 glk
I9~ 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Ra~n:$tg2 为优化计算加入一个旋转平面 B>a`mFM >`,v?<>+ [.dNX !v`q%JW( 2. 参数:双凸球面透镜 0Xk;X1Xl ~R!(%j ] C. 8> 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Hvor{o5|tB 由于对称形状,前后焦距一致。 )m5<gp ` 参数是对应波长532nm。 ,ISq7*%F 透镜材料N-BK7。 3%|<U51 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 iP'}eQn]c #)cRD#0
<w{W1*R9 nwcT8b87J
o L6[i'H| n!HFHy2 3. 结果:双凸球面透镜 -@^SiI:C tEP^w 1{";u"q 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。 )#*c|. 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 #docBsHX&s 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 (7Y :3 rD$7;
YWq[)F@0G r=@h}TKv{I
{p6",d."N& 4. 参数:优化球面透镜 0Vy*
0\{S hc0VS3 k) #+ n
& 然后,使用一个优化后的球面透镜。 OtQKDpJq 通过优化曲率半径获得最小波像差。 TTy1a:V 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 rM>&!?y+ 透镜材料同样为N-BK7。 8|7Tk[X1j Z$WT ~V _MMz x2} 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 $T3/*xN JanLJe)
mT-5Ok&TUe 6e~+@S 5. 结果:优化的球面透镜 D4o? \DGm[/P zROyG 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 @ju-cv+ 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 \19XDqf8 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 )(DV~1r=
Th,2gX9
G]&:">&R tbOe,-U-@ 6. 参数:非球面透镜 U*a!Gn7l !7bC\ { 09x\i/nb 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 #+_OyZ* 非球面透镜材料同样为N-BK7。 iZ_R
oJ 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 4r5,kOFWb Y{p *$ 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 oM MU5sm (iWNvVGS :;??!V
&+sO"j4<?r ;=uHK'{ 7. 结果:非球面透镜 G.oaDGy 9"V27"s pl"|NZz
7; 生成期望的高帽光束形状。 3:=XU9p)x 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 sDbALAp
+ 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 v3]q2*`G# y8<,>
%8 4<@f&n]
1p8E!c{}j $B$=,^)3 8. 总结 )Ba^Igb} 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 eY&UFe EG9S?
$ 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 P, S9gG9 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 93'%aSDI% .vT'hu
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。 Rj E,Wn W
tzV|e, 扩展阅读 "[#jq5>
: ,#"AWQ 扩展阅读 BB|{VwN 开始视频 Uf\*u$78 - 光路图介绍 "&2D6 该应用示例相关文件: JL(*peeu3 - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 FG8bP - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 -z|idy{ }"cb^3 @pG\5 Jnf QQ:2987619807 j?&FK
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