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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) HdgNy\  
应用示例简述 JO`r)_  
1. 系统细节 ^*i0~_  
 光源 P3`$4p?  
— 高斯激光束 7UY4* j|[C  
 组件 ^D5Jqh)  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 xL1Li]fM!'  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 #D/*<:q5  
 探测器 q8&l%-d`  
— 视觉感知的仿真 i(pHJP:a:  
— 高帽,转换效率,信噪比 [al$sCD]+  
 建模/设计 ;1[Z&Uv8  
— 场追迹: S :8  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 /q+;!EM  
+}N'Xa/Jt  
2. 系统说明 ~5`oNa  
hVmnXT 3Z  
zPND $3&'  
Q&N#q53  
3. 建模&设计结果 *2u~5 Kc<  
;:j1FOj  
不同真实傅里叶透镜的结果: j{ YYG|  
ka!v(j{E  
n8F~!|lQ0  
);':aX j  
4. 总结 71\53Qr#U  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 }mXYS|{  
iX6>u4~(  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 t+}w Tis  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 | bz%SB  
#kASy 2t  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ?9a%g\`?:  
^e_LnJ+  
应用示例详细内容 8'zZVX D<  
5gtf`ebs/  
系统参数 Q8%_q"C  
] re=8s6  
1. 该应用实例的内容 t$z[ ja=  
l@Vv%w9H  
'"fJA/O  
itP`{[  
Cl`i|cF\  
2. 仿真任务 !CWe1Dm  
q9_ $&9  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 1*9.K'  
Q}|K29Y:p  
3. 参数:准直输入光源 dv>n38&mDQ  
UMR?q0J  
/j$=?Rp  
GeTk/tU  
4. 参数:SLM透射函数 /7 Tm2Vj8  
B6Kl_~gT  
9Q%lS  
5. 由理想系统到实际系统 iCF},W+  
7Hr_ZwO/^  
ZrTB%  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ^iMr't\b  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 h<U?WtWT-p  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 :.,9}\LK  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 tO 8\} u4c  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Gv &G2^  
M_};J;  
9pqsr~  
b<00 %Z  
>\ Dy  
应用示例详细内容 &.,K@OFE}  
Kd`(^  
仿真&结果 i]%f94  
ki9&AFs2X  
1. VirtualLab中SLM的仿真 &/? Ct!_  
,r~+ 9i0N  
 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)。 F'Y ad  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Or5?Gt  
 为优化计算加入一个旋转平面 $+'H000x  
2bNOn%!  
#[#evlr=  
dtC@cK/,D  
2. 参数:双凸球面透镜 HU $"o6ap  
2'Dl$DH  
:+,;5  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 `F7]M  
 由于对称形状,前后焦距一致。 {h?pvH_>  
 参数是对应波长532nm。 XMuZ}u[U  
 透镜材料N-BK7。 t]LiFpy2IC  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ^HSxE  
bQt:=>  
@'R)$:I%L  
0SIC=p=J  
a{]=BY oL  
mVZh_R=a  
3. 结果:双凸球面透镜 ST*h{:u&A  
:5NMgR.d  
hpAdoy[  
 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。 /| v.A\ :  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Jj-\Eb?  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 D~6[C:m  
uQ5h5Cfz  
5naFnm7%  
ZRagM'K  
2I-d.{  
4. 参数:优化球面透镜 V)^Xz8H_  
egaX[ j r  
jSY[Y:6md  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 o+a=  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 M~taZt4  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 |p6d]#z3  
 透镜材料同样为N-BK7。 n[3z_Q I  
 )d2Z g  
$o[-xNn1  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 m-AF&( ;K  
PJ.\ )oP  
-tg|y  
Ei4^__g\'  
5. 结果:优化的球面透镜 4[gmA  
D\Ak-$kJ^  
GcVQz[E  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ipv5JD[  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。  Z1 D  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 C*Vm}|)  
)eyzHB,H  
U#3N90,N=  
VgH O&vU  
6. 参数:非球面透镜 s6 yvq#:  
'}Fe&%  
cJ4My#w  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 -zg*p&F  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 aCG rS{  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ]Z!Y *v  
}t)+eSUA  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 l/N<'T_G  
\o>-L\`O  
[b++bCH3  
$J7V]c*-b  
\dk1a  
7. 结果:非球面透镜 @;/Pl>$|'G  
!nBbt?*  
f8Hq&_Pn   
 生成期望的高帽光束形状。 u[GZ~L  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ^j<v~GT x+  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 7hk)I`o65  
v vErzUxN  
CD`a-]6qA  
7'\. Q J!<  
=3bk=vy  
8. 总结 ,&o9\|ih7]  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 I{IB>j}8  
iXWHI3  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 #HcQ*BiF3  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 _^<vp  
&f.5:u%{b  
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。 scV%p&{a  
KXPCkNIN!  
扩展阅读 UFB|IeX?q  
B7\4^6Tx  
扩展阅读 %S312=w  
 开始视频 Vl5r~+$|  
-     光路图介绍 o-<i+To%  
 该应用示例相关文件: [+[ W\6  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 f.g!~wGD  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
6qZQ20h  
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DI0& _,  
QQ:2987619807 48xgl1R(j  
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