| 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) |`d-;pk!% 应用示例简述 6 )lWuY]e 1. 系统细节 @DKph!cr 光源 6%MM)Vj+u — 高斯激光束 G@U}4'V9 组件 HMw}pp: — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ctR^"'u — 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 =(Y+u 探测器 "Mh}n-oju — 视觉感知的仿真 d~y]7h | — 高帽,转换效率,信噪比 Zbf~E { 建模/设计 M&KJZ — 场追迹: W(EN01d \ 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 o4,9jk$ a``Q}.ST 2. 系统说明 B-wF1!Jv &H%z1Lp
4+Y9":< $Zj3#l:rK 3. 建模&设计结果 o`nJJ:Cxq- C\*0621 不同真实傅里叶透镜的结果: fz%e?@>q D 1(9/;9
[ub)`-6 u ^39?@xc@ 4. 总结 q)N^ 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 +<)H2 _8wT4|z5 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 kZ=yb-~ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ,S1'SCwVdJ BX2}ar 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 .]/k#Hv %V92q0XW 应用示例详细内容 W 7w*VD| |&~);>Cq2 系统参数 +XAM2uN5_. "F?p Y@4 1. 该应用实例的内容 Hqb-)8 ~ W\O.[7JP j:0<
tjE o:@A% *jg G4"n`89LK 2. 仿真任务 l>pnY%(A Pk^V6- 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 nz Klue Q.SqOHeJ 3. 参数:准直输入光源 *-@@t+3 hmv*IF.
87hU#nVYh +[#^c3x2 4. 参数:SLM透射函数 Q'rX ]kk_ =64Ju Wvo
V QbKrnX 5. 由理想系统到实际系统 @XH@i+{B _J0(GuG=~ IDp2#qg_ 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 KXcE@q9 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Zc=#Y 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 hho\e
8 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 <#lNi.?. 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 SKJ'6*6
U-#vssJhk v#9Uy}NJ9
-9(nsaV MwWN;_#EO) 应用示例详细内容 D}?JX5. VB~Do?]*k% 仿真&结果 Rc~63![O. 1pTQMf a 1. VirtualLab中SLM的仿真
bRx}ih CMYkxU 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 jk5C2dy 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 S,#UA%V" 为优化计算加入一个旋转平面 ,sn
9&E }1YQ?:@ (?z"_\^n/ O2Tna<cR& 2. 参数:双凸球面透镜 -aIB_ CoM?cS S s5oU 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 f6%7:B d 由于对称形状,前后焦距一致。 G\
/L.T 参数是对应波长532nm。
-to 3I 透镜材料N-BK7。 KOD%>+vG$ 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 9w$+Qc 4z,n:>oH
v;IuB %~qY\>
_Zbgmasb c4L++
u# 3. 结果:双凸球面透镜 V Rz9;=m # |,c3$ \yY2 mr 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。 f_ UwIP 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 r#WAS2.TP 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 =%9j8wHX CR`}{?2H
rTM0[2N %s[
n2w
\_3#%%z 4. 参数:优化球面透镜 ;Y`k-R:E6A :tBZu%N/N CL"q" 然后,使用一个优化后的球面透镜。 ~9dAoILrl 通过优化曲率半径获得最小波像差。 G1/ 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 TXK82qTdf 透镜材料同样为N-BK7。 S$ 91L _u8d`7$*% S{c;n*xf 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 C9E@$4* A@JZK+WB}
6#1:2ZHKG \FjY;rqfKe 5. 结果:优化的球面透镜 *]* D^' B e2yS]U 1TL~I-G&n 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 <^wqN!/ 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 RTv zS] 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 w}``2djR'W
;>B06v
f`8mES'gc8 5tl uS 6. 参数:非球面透镜 v(z2,?/4 I xE}v%& doV+u(J~ 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 {Qj7?}xW 非球面透镜材料同样为N-BK7。 FK.Qj P: 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 t+Hx&_pMj dE|luN~ 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 {A MoE+U -K%~2M< (Y$48@x
8S7 YVsDz" nV&v@g4Tt 7. 结果:非球面透镜 ~F=,)GE TGu]6NzyZ 2K$#U|Qi 生成期望的高帽光束形状。 }uk]1M2= 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 gVI2{\a 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 f/RDo4 d3K-|
Ve^rzGU
7c.LyvM UIi`bbJ 8. 总结 6$6Qk !% 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 R3Ka^l8R| XbKNH> 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 P V,AN
分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ;gNoiAxW A J"/T+g_ 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。 B[nkE+s N(BCe\FV 扩展阅读 g?d*cwtU Wg
?P" 扩展阅读 >*cg
K}!@ 开始视频 26<Wg7/, - 光路图介绍 O)Mf/P' 该应用示例相关文件: ^NPbD<~Lb - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 7O.{g - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 W^AY:#eX~Q s;4r)9Uvx |8YP8o QQ:2987619807 ' 5%`[&
|
|