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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) )R7Sh51P  
应用示例简述 D [+LU(  
1. 系统细节 CNN9a7  
 光源 u ON(LavB  
— 高斯激光束 2|;|C8C  
 组件 7I;kh`H$(f  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 -+"#G?g  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 E7$&:xqx  
 探测器 M hN;GMH  
— 视觉感知的仿真 ~A>fB2.pM  
— 高帽,转换效率,信噪比 F'XQoZ* 1  
 建模/设计 x^K4&'</  
— 场追迹: ~ YH?wdT  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 IHTim T?  
e \Qys<2r  
2. 系统说明 h  /  
|O(>{GH  
:{a< ~n`  
.HZd.*  
3. 建模&设计结果 Xc-["y64  
S"!6]!~^  
不同真实傅里叶透镜的结果: W_B=}lP@x  
JX0M3|I=  
/V,xSK9.&  
?TA7i b_  
4. 总结 ]q"&V\b  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 [-\Y?3  
FQ>$Ps*a[  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Ql{#dcRx  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 58Ibje  
qcs) p  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 k>ErD v8  
]({ -vG\m  
应用示例详细内容 }<WJR Y6j  
eDpi0htm  
系统参数 KSs1EmB  
&%fcGNzJQ  
1. 该应用实例的内容 =n,;S W  
<ww D*t  
`ArUoYb B  
O}"oz3H  
{\5(aQ)Vi5  
2. 仿真任务 Lip#uuuXXN  
"=a3"/u  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 _&l8^MD  
/[TOy2/;%b  
3. 参数:准直输入光源 4r$#-  
Xy(QK2|  
B?%u< F  
Vq3NjN!+5  
4. 参数:SLM透射函数 pwN2Nzski  
$^Xxn.B9  
&6\&McmkX  
5. 由理想系统到实际系统 Lc~m`=B  
M !6Fnj  
]KuM's  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 437Wy+Q|e  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 !sX$?P%U  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 |V5BL<4  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 -o+t&m  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 <~m qb=qA$  
0'd@8]|H  
()6% 1zCO  
~ n<|f  
eP~3m  
应用示例详细内容 6Y2,fW8i,  
| +;ZC y  
仿真&结果 21OfTV-+3  
bZ_&AfcB  
1. VirtualLab中SLM的仿真 d_ =K (}eR  
TzC(YWt  
 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)。 .45wwouZkc  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 K21Xx`XK  
 为优化计算加入一个旋转平面 ),{3LIr  
W,~*pyLdO  
I0Do%  
Q3>qT84  
2. 参数:双凸球面透镜 {b-C,J  
=-!jm? st*  
.g/!u(iy  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 >*!T`P}p  
 由于对称形状,前后焦距一致。 }F1Asn  
 参数是对应波长532nm。 ScJ:F-@>  
 透镜材料N-BK7。 (&m1*  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 wp:$Tqa$  
!}c D e12  
pXNhU88  
Oi?Q^ISxP  
26~rEOgJ  
q"Bd-?9  
3. 结果:双凸球面透镜 S*}GW-)oA  
gS(JgN  
cMi9 Z]  
 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。 K/(LF}  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ?Ho$fGz  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 <;i&-,  
{$N\@q@v~  
qbnlD\  
*Iw19o-I  
-T+yS BO_3  
4. 参数:优化球面透镜 ~b8.]Z^  
G%gdI3h1Z  
Nj6Np^@sH  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 Uj 3{c  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 WL% T nux  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 _BG `!3U+  
 透镜材料同样为N-BK7。 !5+9~/;  
^ &KH|qRrO  
~i^,Z&X:  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 b<fN,U< k  
.WOF:Nu4  
;2 o{ 6  
1slt[&4N  
5. 结果:优化的球面透镜 fR.raI4et  
*y"|/_ *  
qyyLU@hd  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 !4F@ !.GG!  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ICoZ<;p  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 K~L"A]+  
|q o3 E  
KJ?/]oLr0  
#tPy0Q H  
6. 参数:非球面透镜 :\#]uDT2=  
YVY(uq)d  
tORDtMM9+  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 }xrrHp  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 0A ~f ^  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 `).;W  
n O}x,sG2'  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 zJ0'KHF}o  
'.&,.E&{$  
F7x< V=4{  
S4O:?^28  
,/L_9wV-\  
7. 结果:非球面透镜 DA4!-\bt@  
G[yN*C  
_Q;M$.[zyR  
 生成期望的高帽光束形状。 \b88=^  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 \t&6$"n(B6  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 .+AO3~Dg  
tX *L_  
D+_PyK~ jc  
r3{o _w  
%@M/)"k  
8. 总结 o9HDxS$~^  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 [dL?N  
=09j1:''<d  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 s?K4::@Fv  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 <Q-ufF85)  
J=]w$e ?.P  
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{CHAVkV  
Pq7tNM E  
扩展阅读 u&I~%s  
<^ )0M  
扩展阅读 -+I! (?  
 开始视频 ZCJ8I  
-     光路图介绍 |V~P6o(/  
 该应用示例相关文件: yM D* >8/  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 NtOR/*  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
Q}Vho.N@=  
fW}H##b  
d`nS0Tf'  
QQ:2987619807 M[*:=C)H  
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