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基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究
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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)
rf2+~B{$,
应用示例简述
N;<.::x
1. 系统细节
{Vc%g a|E
光源
Pj4WWK X
— 高斯激光束
0P(U^rkR~
组件
=j%B`cJ66_
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统
'$5.{o`s*1
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差
8PWx>}XPt
探测器
6g/ <FM
— 视觉感知的仿真
NVEjUt/
— 高帽,转换效率,信噪比
'#~$Od4&=
建模/设计
R)>/P{A-P
— 场追迹:
{-(}p+;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。
6m#V=4e*
k4|9'V&1*6
2. 系统说明
Yx- 2ux
RC_w 1:h
rJ LlDKP-(
w"s;R8
3. 建模&设计结果
L* k[Vc
?(9/V7HQ.5
不同真实傅里叶透镜的结果:
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"62vwWrwO
<h(KIY9T
j2V"w&>b}
4. 总结
"}_b,5lkGK
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。
W|IMnK-
1Sk=;Bic
理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。
08J[9a0[
分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。
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72hN%l
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。
X$o$8s
\)\uAI-
应用示例详细内容
bRSE"B
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系统参数
=T73660
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1. 该应用实例的内容
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6#Ag^A
bSOxM/N
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2. 仿真任务
2K^D%U
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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。
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3. 参数:准直输入光源
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4. 参数:SLM透射函数
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5. 由理想系统到实际系统
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Ttr)e:
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用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。
9YpgzCx Z
因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。
9q +I
对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。
-s?f <f{
实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。
7_OC&hhL
表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。
Gv ';
r]e1a\)r
8fV.NCyE
BZS%p
#@ClhpLD
应用示例详细内容
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仿真&结果
D-{;;<nIr`
t0*kL.
1. VirtualLab中SLM的仿真
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x)35}mi){L
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)。
mS\gh)<h
以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。
VI xGD#m
为优化计算加入一个旋转平面
?c G~M|@
NCW<~
;rgg O0Y
d#-scv}s5
2. 参数:双凸球面透镜
{Ad4H[]|]
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X8}m %
首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。
(/mR p
由于对称形状,前后焦距一致。
_xKIp>A
参数是对应波长532nm。
1c5+XCr
透镜材料N-BK7。
NO)Hi)$X6Y
有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。
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[Rj_p&'
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2XX-
3. 结果:双凸球面透镜
v3p0
O]-)?y/
c-GS:'J{
生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。
DpRGPs
较低的转换效率(56.8%)和信噪比。
l|kGp~
一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。
<?2g\+{s9
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Wg!<V6}
J-UqH3({Z,
jv;8Mm
4. 参数:优化球面透镜
x?"+Or.h
T'ko =k
]| xfKDu
然后,使用一个优化后的球面透镜。
+$uQ_ve
通过优化曲率半径获得最小波像差。
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优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。
s![Di
透镜材料同样为N-BK7。
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Jkx_5kk/\
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003
Qi= pP/Y
]/#3 P
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/;X+<Wj
5. 结果:优化的球面透镜
SG4)kQ
A{ a4;`}5
UfkQG`G9H
由于球面像差,再次生成一个干涉图样。
qNuBK6E#4
转换效率(68.6%)和信噪比一般。
z%q)}$O
一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。
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F"^/R
>ufL RGL>
6. 参数:非球面透镜
gq7l>vT.
oHPh2b0
|e_'%d&
第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。
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非球面透镜材料同样为N-BK7。
OTj J'
该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。
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关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003
"Ng%"Nz
Z]SUr`Z
df)S}}#H
u.@B-Pf[Eo
1>=]lMW
7. 结果:非球面透镜
nIqNhJ+
s?Z{LWZ@
M,vCAZ
生成期望的高帽光束形状。
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不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。
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非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。
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7o7*g 7
u#+Is4Vh
E#~J"9k98
Ez+8B|0P
8. 总结
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基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。
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cB6LJ}R
理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。
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分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。
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$}JWJ\-]
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。
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WS.lDMYE7
扩展阅读
cKB1o0JsYJ
?/fC"MJq?
扩展阅读
gs(ZJO1 /L
开始视频
&S=xSs:q.
-
光路图介绍
}E^k*S
该应用示例相关文件:
}2''}-Nc
-
SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计
KjK-#F,@
-
SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
48)D%867.;
' 7H"ezt
! JauMR
QQ:2987619807
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