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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) dGc>EZSdj 应用示例简述 *Xd_=@L&B 1. 系统细节 W&^2Fb 光源 SiJX5ydz — 高斯激光束 ;Y16I#?;Kh 组件 '?!2h' — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ;D<rGkry — 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 vGPaW YV 探测器 ?Qs>L~ — 视觉感知的仿真 ?r~](l — 高帽,转换效率,信噪比 /t?(IcP5 建模/设计 gClDVO — 场追迹: __||cQ 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。
4HDQj]z/ 2!Ex55 2. 系统说明 ~LzTqMHM G,i%:my7
@)8C wwmODw<tT 3. 建模&设计结果 v]27+/a$c
oApI/o 不同真实傅里叶透镜的结果: WJL,L[XC yc 5n
'C*NyHc P^LOrLmo8 4. 总结 )O%lh
8fI 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 )+9D$m=P; rQ$A|GJ L 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^q$vyY
分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 _mL 9G5~r Z_Ma|V?6 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。 wGQ{ +=@Z5eu 应用示例详细内容 \9k{"4jX\ et ]*5Y6 系统参数 \>/:@4oK |@-WC. 1. 该应用实例的内容 #(*WxVE Fk(0q/b (^Do#3 o-Idr{ {nOK*7+" 2. 仿真任务 [I4FU7mpH %dT%r=%Y 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。 v981nJ>w, PvT8XSlTx! 3. 参数:准直输入光源 /9w}[y*E 1I^Sv
,n!xzoX_ 0XYO2k 4. 参数:SLM透射函数 rrwsj` c8"I]Qc7
Sc~kO4 5. 由理想系统到实际系统 fZ g*@RR BtHvfoT MthThsr7 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 fp![Pbms. 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 f|^f^Hu:{ 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 #!D5DK@+ 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 o"1us75P 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 -X}R(.}x
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y( rzBWk 应用示例详细内容 #*]=
%-A sTqB%$K} 仿真&结果 .yP
3}Nl P*T)/A%4 1. VirtualLab中SLM的仿真 'Lw\nO. anwn!Eqk" 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 GQZUC\cB 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 u ?Xku8 1l 为优化计算加入一个旋转平面 T+ t-0k Elq8WtS T?ZMmUE ~3YNHm6V 2. 参数:双凸球面透镜 ,/ : )FV &L?Dogo 5y'Yosy: 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 n{yjH*\Z 由于对称形状,前后焦距一致。 QE}@|H9xs 参数是对应波长532nm。 g:clSN, 透镜材料N-BK7。 dCK-"#T! 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 7@"X~C J@TM>R
4>E2G: e4b~s
D?'y)]( <XagkD 3. 结果:双凸球面透镜 ]O\W<'+V "%]dC{ ~z}au"k 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。
rh_({rvQ 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 "J1ar.li 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 =KZ4:d5 hF 1/=;>
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Nw2 bn 4. 参数:优化球面透镜 zef,*dQY D+3Y.r9 z>:7}=H0 然后,使用一个优化后的球面透镜。 K5lp-F 通过优化曲率半径获得最小波像差。 {\&"I|dpe 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。
c$|dK 透镜材料同样为N-BK7。 NHF?73: ,lJ6"J\8. ^IpiNY/%Q 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9F](%/ 5!zvoX9
g4X,*H FudD 5. 结果:优化的球面透镜 | dwxea n4 @a`lN5g jZ!JXmVV 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 A%1=6 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 U08?*{ 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 @RIEO%S
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%6'D!H?d =7Vl{>*1N 6. 参数:非球面透镜 Zg&\K~OC {UBQ?7.jE I)6Sbt JV^ 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 ef;L|b%pp 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ~,68S^nP)H 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Ib8i#D V EiN)TB^] 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 b
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sk4 #cG479X" 7. 结果:非球面透镜 !(K{*7|h ;-GzGDc~0 aX)./ 生成期望的高帽光束形状。 MK" 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Bq]O &>\hX 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 l6c%_<P| 4E\ntufo
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,l .U^d6> uyt-q|83= 8. 总结 N"RYM~c7 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 LIC~Kehi d5"EvT 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 aiZo{j<6 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 NJf(,Mr*| *P R_Y=v% 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。 L?27q MlK`sH6 扩展阅读 asN
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