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) %2f``48# 应用示例简述 |Up+Kc:z/n 1. 系统细节 dQYb)4ir 光源 9 JBPE — 高斯激光束 +wXrQV
组件 F^7qLvh — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 o%i^t4J$e — 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 ah1d0eP 探测器 %%`Nq&' — 视觉感知的仿真 jGl8y!aM — 高帽,转换效率,信噪比 swYlp 建模/设计 vp?87h — 场追迹: PUV)w\!&is 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 :tp2@*]9Z I@+h|
n 2. 系统说明 R
5-q{ a|SgGtBtT4
15+>W4v _Db=I3.HJ 3. 建模&设计结果 btHN 'iA#lKG 不同真实傅里叶透镜的结果: 5ppOG_ k{;"Aj:iL
_ui03veA1 lYmqFd~p 4. 总结 $m,gQV~4 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $h`(toTyF C93BK)$} 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 id<i|
分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 fuSfBtLPR# ZQXv-" 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。 t~ruP',~\ \ZX5dFu0 应用示例详细内容 g@wF2= 6E/>]3~! 系统参数 gF-<%<RV >/mi#Y6 1. 该应用实例的内容 0D/u`- B4 yU}v w`=_|4wFw SF$7WG3Q T6m#sVq 2. 仿真任务 KY34Sc sd9$4k" 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 vw5f.8T;w =F'p#N0_2 3. 参数:准直输入光源 4
AZ~<e\ HM57b>6
A'r 3%mC HeABU(o4 4. 参数:SLM透射函数 .Uq?SmK Cw42bO
c.-h'1 5. 由理想系统到实际系统 `Fa49B|`D _OV\W'RrA q9fCoz 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 2 w\$}' 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 q9cmtZrm 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 !$Aijd s5 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 fHhm)T8KB 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 uw!
^,u0kMG5l &7Frg`B&:
,K9\;{C Q|QVm,m 应用示例详细内容 ^?PU:eS :*bv(~FW 仿真&结果 8 2qf7` j_N><_Jc 1. VirtualLab中SLM的仿真 [
[]'U' 'F%4[3a$\n 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 5tPBTS<<"L 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 U
|I>CDp 为优化计算加入一个旋转平面 ?_mcg8A@@* wKF #8Y @_"B0$,-i 1Vq]4_09g1 2. 参数:双凸球面透镜 F*V<L @sQ^6FK0G X-1<YG 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 fxfzi{}uj 由于对称形状,前后焦距一致。 v{{Cj83S+ 参数是对应波长532nm。 ' >(])Oq, 透镜材料N-BK7。 dFY]~_P472 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 b3(pRg[Fp z _qy>
g8^\| eduaG,+k7p
pR_cI]{=SA )aoB-Lu 3. 结果:双凸球面透镜 Z(Da?6#1 zNSix!F V]b1cDx{ 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。 *r!f! eA: 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 bqugo 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 aE}1~` mk>L:+
G| 7\[!R whb|N2
&gJKJ=7 4. 参数:优化球面透镜 o(xRq;i oI=7X*B9 Gvo(iOU 然后,使用一个优化后的球面透镜。 .DSn
H6O 通过优化曲率半径获得最小波像差。 e&[gde( 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 1*S5:7Tb 透镜材料同样为N-BK7。 shW$V93< CU=}]Y [?3*/*V 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 `|K,E B5J!&suX
*S_e:^ ~~:w^(s9 5. 结果:优化的球面透镜 $ tf;\R 4 -)'a} O Q(SVJ 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ?]%JQ]Gf* 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 97:1L4w.( 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 d
q=>-^o
-_=0PW5{
a] :tn:q VlKy6PSIg 6. 参数:非球面透镜 #!p=P<4M
\~xI#S@ ]D^ dQ%{ 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 0P`wh=") 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Li ,B, 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 mhTpR0 1@IRx{v$ 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 0
eZfHW& R`=3lY; K%LDOVE8e
8?] :> #QJ
mAA 7. 结果:非球面透镜
{ZFa
+ 8D]:>[|E *nNzhcuR 生成期望的高帽光束形状。 2&91C[da0 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 lJ]r%YlF 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 '|^LNAx &_FNDJ>MCk
Z+ubc"MVb
)gdv! *ggTTHy 8. 总结 bHlG(1uf 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Wu)ATs} hZnT`!iFE^ 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 eux_tyC 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ANSv ZqKh nPq\J~M 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。 `7jm d$ Mk 扩展阅读 tW5\Ktjno Pb?H cg 扩展阅读 )hk=wu6 开始视频 FW7+!A&F - 光路图介绍 o^~6RZ 该应用示例相关文件: Y~1}B_ - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 c?)
pn9 - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 =f@O~nGm 322W"qduTZ yb/<
7 QQ:2987619807 kN9S;o@)
|
|