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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) 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
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zPND$3&' Q&N#q53 3. 建模&设计结果 *2u~5Kc< ;:j1FOj 不同真实傅里叶透镜的结果: j{YYG| ka!v(j{E
n8F~!|lQ0 );':aXj 4. 总结 71\53Qr#U 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。
}mXYS|{ iX6>u4~( 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 t+}wTis 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 |bz%SB #kASy 2t 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ?9a%g\`?: ^e_LnJ+ 应用示例详细内容 8'zZVX D< 5gtf`ebs/ 系统参数 Q8%_q"C ] re=8s6 1. 该应用实例的内容 t$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。 tO8\} 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; 9p qsr~
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
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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_QI )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}|)
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U#3N90,N= VgHO&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~GTx+ 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
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7'\.QJ!< =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 ?_]Y8f DI0& _, QQ:2987619807 48xgl1R(j
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