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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) _)~1'tCs}h  
应用示例简述 L6DYunh}^N  
1. 系统细节 D B65vM  
 光源 +3o0GJ   
— 高斯激光束 *S"RU~1_  
 组件 x,]x>Up  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ^_g%c&H  
— 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 C:}1r  
 探测器 ok0ZI>=,  
— 视觉感知的仿真 E?czolNl  
— 高帽,转换效率,信噪比 eY'n S  
 建模/设计 `/`iLso& -  
— 场追迹: </D.}ia  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 |JF,n~n  
U._fb=  
2. 系统说明 dNNXMQ0"  
Du65>O  
s]O Z+^Z  
fP5i3[T  
3. 建模&设计结果 'W4B  
LAo$AiTUR{  
不同真实傅里叶透镜的结果: ib#rT{e  
j6RV{Lkr_  
nW"O+s3  
O ylUuYy~j  
4. 总结 ]Idwy|eG  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ybqmPT'|_  
*$|f9jVh  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Knqv|jJVx1  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 yP"}(!~m  
axph]o@ y@  
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。 A{J?I:  
8s2y!pn7Q  
应用示例详细内容 M>Tg$^lm  
r7g@(K  
系统参数 :wXiz`VH  
LKp;sV  
1. 该应用实例的内容 #n{4f1TZ  
> ^zNKgSQ  
6vAZLNG3  
9aLd!P uTN  
ar\|D\0V  
2. 仿真任务 h&CZN !  
8y<.yfgG  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 ga/zt-&  
)mf|3/o  
3. 参数:准直输入光源 \%Y`>x.  
5I1YB+$}e  
;22?-F^  
pTG[F  
4. 参数:SLM透射函数 Y:O|6%00Y  
C]8w[)d[`;  
_b&26!gl  
5. 由理想系统到实际系统 *cCx]C.~  
%q3`k#?<  
_q#pEv  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 @@U  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 XP o#qT8n  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 hBnUpYec  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 \By_mw  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 YR0AI l:L  
2^ ]^Yc  
Z\`SDC  
)Cj1VjAg  
3{|~'5*  
应用示例详细内容 4]tg!ks  
XZ]ji9'  
仿真&结果 BRM `/s  
G^nG^HTo5  
1. VirtualLab中SLM的仿真 "*D9.LyM  
u8KQV7E  
 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)。 n/(}|xYU  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 G4 :\6fu  
 为优化计算加入一个旋转平面 3%(r,AD  
%n9ukc~$p  
!ITM:%  
~Yg) 8  
2. 参数:双凸球面透镜 9#P~cW?  
S-o )d  
"1^tVw|  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 9q$^x/z!  
 由于对称形状,前后焦距一致。 -ak. wwx\  
 参数是对应波长532nm。 X9|*`h<  
 透镜材料N-BK7。 h7fytO  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 0(Y,Q(JTo&  
4[x` \  
AQ(n?1LU  
)@I] Rk?  
W`vPf  
Q njK<}M9  
3. 结果:双凸球面透镜 YYFS ({  
ibZ[U p?  
WO9vOS>  
 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。 AN:s%w2  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 U W8yu.`?  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 2;>uP#1]  
nTo?~=b  
`ql8y'  
9-{+U,3)  
$$.q6  
4. 参数:优化球面透镜 VT4 >6u}  
H.XyNtJ  
}]dzY(   
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 k"gm;,`  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 BNE:,I*&  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 eDP&W$s#  
 透镜材料同样为N-BK7。 +U J~/XV  
uwI"V|g%a&  
 u? >x  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ~E8/m_> rU  
R'tvF$3=i  
.!L{yU,  
z7XI`MZN^  
5. 结果:优化的球面透镜 [^}bc-9?i  
Nb3O> &J  
*a\x!c"  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 )K]p^lO  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 >6&Rytcc]  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 k)D5>T  
r*mSnPz\q  
TAOsg0  
+RM!j9Rq  
6. 参数:非球面透镜 9eHqOmz  
E A55!  
PE6,9i0ee  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 7_Te-i  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 QR(;a:  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 P8h|2,c%  
Q.jThP`p  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 &$2d=q8mh  
'j{o!T0  
dQrz+_   
6 F39'  
_]ZlGq!L  
7. 结果:非球面透镜 ct=K.m@E%X  
x\ # K2  
X!~y&[;[C  
 生成期望的高帽光束形状。 p`\>GWuT!  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 xH` VX-X3  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 JQej$=*  
h,&{m*q&  
m*B4a9 f  
?5B?P:=kl  
tUOY`]0  
8. 总结 lcEK&AtK  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ]gnEo.R  
}.8yKj^p  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Z Q*hrgQ  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 /%jX=S.5h<  
{0+WVZ4u  
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。 Q;z!]hjBM  
ci2Z_JA+  
扩展阅读 { Dm@_&  
HEc.3   
扩展阅读 B:UM2Jl   
 开始视频 ` s+kYWg'Z  
-     光路图介绍 #1*7eANfr  
 该应用示例相关文件: 5wAKA`p"z  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 | X#!5u  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
^ZS!1%1  
%LmsywPPp  
%#&njP  
QQ:2987619807 -(lP8Y~gFY  
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