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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) "EkO>M/fr  
应用示例简述 Z4 zMa&  
1. 系统细节 6}lEeMRW  
 光源 {QkH%jj  
— 高斯激光束 \~j(ui|  
 组件 X1qj l_A  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 cDyC&}:f  
— 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 N!&VBx^z  
 探测器 "A`'~]/hE  
— 视觉感知的仿真 uQ+$HzxX  
— 高帽,转换效率,信噪比 JN-8\ L  
 建模/设计 vrx3O  
— 场追迹: 3? CpylCO  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 kakWXGeR  
_JO @O^Ndd  
2. 系统说明 /`@>v$oo  
r_RTtS#  
%4K#<b"W  
6{WT;W>WT:  
3. 建模&设计结果 S|w] Q  
)`7h,w J[1  
不同真实傅里叶透镜的结果: Z}StA0F_  
gq &85([  
(2)9TpE;  
!Shh$iz  
4. 总结 hIr^"kVK  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 YL0RQa  
.;6bMP[YA  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 >9|+F [Fc  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 lI<8)42yq  
D8XXm lo  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 B6&Mtm1  
#+nv,?@  
应用示例详细内容 8#B;nyGD1I  
/omVM u  
系统参数 `q*ABsj  
0q!{&p t  
1. 该应用实例的内容 JpiKZG@L  
I ]1fH  
/RJSkF+!  
_?<Fc8F  
]h@:Y]  
2. 仿真任务 ]0E-lD0J  
Mq$=zsj  
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。 xy>mM"DOH  
&ayoTE^0,  
3. 参数:准直输入光源 z"`?<A&u  
+[+ Jd)Z  
p(%x&*)f  
+__Rk1CVh  
4. 参数:SLM透射函数 %Kp}Wo6  
1XRVbQt  
dGjvSK<1@  
5. 由理想系统到实际系统 krU2S-  
V" 73^  
~qH@Kz\%  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 R)z|("%ec  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 .EQFHStr  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 qZG >FC37  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 U>XGJQ<NS  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 _i#Z'4?2E  
HL]?CWtGP  
tB.9Ov*  
KNhH4K2iP8  
lLv0lf  
应用示例详细内容 cAS5&T<  
sYzG_* )  
仿真&结果 hV)I C9  
;z#9>99rH  
1. VirtualLab中SLM的仿真 [A47OR  
+nuQC{^>  
 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)。 *?K=;$  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 qsp,Usu/  
 为优化计算加入一个旋转平面 5I14"Qf  
&knnWm"  
<Jx{Uv  
ia[wVxd  
2. 参数:双凸球面透镜 ZpyRvDz  
EMo6$(  
-uZ^UG!K  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 [*(MI 9WM  
 由于对称形状,前后焦距一致。 %j,Ny}a   
 参数是对应波长532nm。 ;&!l2UB%  
 透镜材料N-BK7。 @tA.^k0`  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ZI1RB fR  
tkmW\  
,\M'jV"S K  
 T-\,r  
a5iMCmL+  
<}=D?bXw  
3. 结果:双凸球面透镜 1NTe@r!y  
DCm;dh  
W[jxfZD9v  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 4}CRM# W2  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 e0TnA N  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 _F,OS<>  
ra3WLK  
B.|vmq,u  
aj\'qRrU$  
#%5>}$  
4. 参数:优化球面透镜 d7&PbITN  
i0P+,U  
|lv4X }H  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 &Fi8@0Fh  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 V6L_aee}CK  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 P+/L, u  
 透镜材料同样为N-BK7。 ms$o,[  
PIA&s6U  
1ysA~2  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 O Rfl v+  
 LCG<  
`XnFc*L 1  
e#seqx  
5. 结果:优化的球面透镜 ^Iz.O  
1Nz\3]-  
(Cq-8**dY  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 zb<+x(0y"  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 XEuv aM  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %guot~S|  
Ub"\LUu  
sOJ~PRA  
;#+#W+0  
6. 参数:非球面透镜 $$4% .J26Z  
~7m+cWC-+  
VKlD"UTk  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 u,C-U!A  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ,To ED  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 T|m+ULp~  
5 xiYCOy  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *cd9[ ~  
aV ^2  
Ii9vA ^53  
,"/_G  
-&&mkK B!  
7. 结果:非球面透镜 cr!I"kTgD  
e0q a ~5  
PQ5DTk  
 生成期望的高帽光束形状。 )KNFS,5  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 [:o#d`^  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 C?|gf?1p  
o%dtf5}(,  
Pg:Nz@CQ  
7yc:=^ )  
NZ_45/(dx  
8. 总结 Y8d%L;b[D  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Q=dR[t>^  
T4UY%E!0  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 h$k(|/+  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 g5cR.]oz  
_E~uuFMn*R  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 )y K!EK\  
d ] [E;$  
扩展阅读 (d (whlF  
0t9G $23  
扩展阅读 Ywni2-)<  
 开始视频 cB<Zez  
-     光路图介绍 =gj]R  
 该应用示例相关文件: WcdU fv(>  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 0 cQf_o  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
( R0   
,Pl[SMt!  
iX,Qh2(ig  
QQ:2987619807 mX#T<_=d  
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