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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<m) T  
应用示例简述 0%K/gd#S<  
1. 系统细节 =LFrV9  
 光源 * KDT0;/s  
— 高斯激光束 (|{bZW}  
 组件 M-K.[}}-d  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Bi!j re  
— 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 #[4MwM3  
 探测器 I jK  
— 视觉感知的仿真 v7V.,^6+  
— 高帽,转换效率,信噪比 17itC9U  
 建模/设计 500qg({2]  
— 场追迹: R5y+bMZ  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 X_j=u1*5  
+[=yLE#P%  
2. 系统说明 sRM3G]nUr  
<`'^rCWI?  
IT.'`!T  
34@f(^d+^  
3. 建模&设计结果 %LL*V|  
m((A  
不同真实傅里叶透镜的结果: 8-A * Jc  
ndsu}:my  
+cDz`)N,,  
R)%1GG4  
4. 总结 YivWvV  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 SS4'yaQ  
LX i?FQnLu  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ) <lpI';T  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Uf:G,%OYi  
vPVA^UPNV  
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。 WFOO6 kMz  
#WOb&h  
应用示例详细内容 p6VHa$[  
Oy @vh>RY  
系统参数 &HPzm6.3  
m4U7{sE  
1. 该应用实例的内容 dIOj]5H3F  
>=|;2*9v  
X j'7nj  
?pT\Ft V  
xk1pZQ8c  
2. 仿真任务 xaiA?  
-rEg(@S %  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 2n9E:tc  
+O@v|}9"w3  
3. 参数:准直输入光源 qJ;T$W=NG  
/K#t$O4  
\2rCT~x  
:&]THUw  
4. 参数:SLM透射函数 WsA(8Ck<  
.ZK|%VGW  
9$9Pv%F:j  
5. 由理想系统到实际系统 ;'o:1{Y  
*mqoyOa  
.js@F/H p  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 wYf9&}k\4  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 4_`ss+gk  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 ?0UzmJV?8  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 :Kc}R)6  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 `.0QY<;  
'qosw:P  
Q( WE.ux)<  
}v'jFIkhI  
HWr")%EhD  
应用示例详细内容 Unl6?_  
l!B)1  
仿真&结果 [*-DtbEk  
cVzOW|NVx  
1. VirtualLab中SLM的仿真 #&Zb8HAj  
EDm,Y  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 F5CV<-jB  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 zh hH A9  
 为优化计算加入一个旋转平面 cuJ%;q=;  
pGZ I697  
0NY2Kw;  
RVxlN*  
2. 参数:双凸球面透镜 GEg8\  
Kn]c4h}@b5  
p^G:h6|+|  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 kf3yJP/  
 由于对称形状,前后焦距一致。 'RIlyH~Yf  
 参数是对应波长532nm。 X-F|&yE~<  
 透镜材料N-BK7。 z0;+.E!  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 MZt~ Abt  
a@&^t(1  
wvAXt*R  
K-$gTV  
^]He]FW':G  
Z4\$h1tl  
3. 结果:双凸球面透镜 *"N756Cj  
OUY 65K  
+U(m b  
 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。 <y+8\m  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 C0\A  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 aqTMOWyeu  
I' URPj:t  
7o$4ov;T  
`>@n6>f  
\R >!HY  
4. 参数:优化球面透镜 !]tZE%?  
]M|Iy~ X   
NX?J  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 _v2 K1 1  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 6?U2Et  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 nw3CI&Y`  
 透镜材料同样为N-BK7。 Xa._  
~]71(u2  
dP(*IOO.  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 h9)QQPP  
a7#J af  
~F`t[p  
;!(.hCHvr  
5. 结果:优化的球面透镜 }.<%46_Z-  
s)q;{wz  
D.2HM  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 gt5  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 /? n 9c;w  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 NGHzifaE   
g->cgExj  
n<;T BK  
!=(~e':Gv  
6. 参数:非球面透镜 |okS7.|IX  
cGw*edgp6  
|Ew\Tgo/2  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 CqVh9M.ah  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 RHo|&.B;+  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 &Y2mLPB  
f!}c0nb  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 iP1u u  
XDvT#(Pu  
W?m?r.K?  
1MdVWFKXV  
YX+Da"\  
7. 结果:非球面透镜 [{F8+a^  
ET4 C/nb  
+%%FT#ce  
 生成期望的高帽光束形状。 zmI?p4,  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 }}v04~  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 24 S,w>j  
iG*3S)  
WY%LeC!t  
T!o 4k  
{ U a19~'>  
8. 总结 372ewh3'  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 N1ZHaZ  
x\j6=|  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 K /h9x9^  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 F"9f6<ge  
yKEE @@}\  
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。 Au'[|Pr r  
f<ABs4w  
扩展阅读 Zg%SE'kK  
5H#3PZaQ  
扩展阅读 ANh5-8y  
 开始视频 e!}R1  
-     光路图介绍 &*Eyw s  
 该应用示例相关文件:  }5^j08  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 |MvCEp  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
k3se<NL[  
6vz9r)L  
M?5[#0"&V  
QQ:2987619807 QnikgV  
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