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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) C5FtJquGN)  
应用示例简述 W X9BS$}0  
1. 系统细节 1+zax*gO-  
 光源 S5M t?v|K  
— 高斯激光束 XZJx3!~fm  
 组件  VPzdT*g]  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 K[Kc'6G  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 NKN!X/P  
 探测器 14O/R3+  
— 视觉感知的仿真 ,0O!w>u_]J  
— 高帽,转换效率,信噪比 kS>j!U(%d  
 建模/设计 uv4jbg}Z+3  
— 场追迹: _Yv9u'q"  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 S]+}Zyg  
&kGSxYDk%  
2. 系统说明 ! >V 1zk  
420K fVA  
es{ 9[RHK  
L[efiiLh$  
3. 建模&设计结果 mJHX  
z Ey&%Ok  
不同真实傅里叶透镜的结果: Z]dc%>  
8vCHH&`  
b $!l* r  
l1msXBC  
4. 总结 @g{ " E6  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ?0F#\0  
a&JAF?k  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 *niQ*A  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 l"64w>,  
2]l*{l^ Bl  
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 8 oYK  
49yN|h;c!  
应用示例详细内容 \% (R~ H  
uPpP")  
系统参数 pc #^ {-  
$k dfY'u  
1. 该应用实例的内容 6FfDif  
Z|.z~53;  
6%>0g^`)9Y  
8LOzL,Ah  
l[gL(p"W  
2. 仿真任务 9%8T09I!  
3N-(`[m{E  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 15B$Sp!/`e  
h6#  
3. 参数:准直输入光源 t{ 'QMX  
!zeBxR$&o  
@-wAR=k7  
hd900LA}  
4. 参数:SLM透射函数 }w$/x<Q[  
DwI)?a_+  
5<61NnZ  
5. 由理想系统到实际系统 7}xKiHh:  
BJvVZl2h  
L^22,B 0  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Q x:+n`$/  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 8.@ yD^'  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 k[][Md2Vh  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 l{ k   
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 .! &YO/  
*J6qL! ["  
$*tuv ?  
3B,nHU  
dX<UruPA  
应用示例详细内容 r J&1[=s  
KxvT}"k  
仿真&结果 <ioX|.7ZX  
Lbd_L  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Q)v8hNyUmA  
/(Y\ <  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ~j UK-E  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 *rWE.4=&  
 为优化计算加入一个旋转平面 lcih [M6z  
1Eg,iTn2*x  
3p7*UVR"  
OuX/BMG  
2. 参数:双凸球面透镜 i;)88  
luV%_[F  
 -"<eq0  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 -WEiY  
 由于对称形状,前后焦距一致。 <>-UPRw qI  
 参数是对应波长532nm。 ,TL~];J'  
 透镜材料N-BK7。 X!&=S!}  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ImgKqp0Z  
1cUC>_%?  
rq$%  
u{J:wb  
o#;w >-  
DD;PmIW  
3. 结果:双凸球面透镜 lVMAab  
B^eea[  
X]`\NNx  
 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。 7m8L!t9  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 -O2Qz zE&  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ofS9h*wrJ  
|]Ockg[  
aX0sy\Z]j  
_oR6^#5#  
GlVq<RG*  
4. 参数:优化球面透镜 zS.7O'I<'  
#E>f.:)  
75<E0O  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 H.'_NCF&;L  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 DT_012 z  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 W&G DE  
 透镜材料同样为N-BK7。 I_v]^>Xw  
6Bs_" P[  
WpRi+NC}ln  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 KPKby?qQ^  
W C}mt%H*O  
(Iu5QLE  
@Yy=HV  
5. 结果:优化的球面透镜 7v1}8Uk  
mh|M O(  
5JQq?e)n  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 A9F Z`  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 BC&Et62*  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 )\p@E3Uxf  
%N>@( .  
D,]m7 yFT  
'M YqCfIK  
6. 参数:非球面透镜 aNfgSo05@n  
76xgExOU?C  
](^VEm}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。 =T;%R^@  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 `Q}.9s_ri  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 c~@I1M  
+STT(bMn  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 )6Z)z;n]aW  
350y6pVh  
B7va#'ne4{  
*F2obpU  
|(Io(e  
7. 结果:非球面透镜 BYP,}yzA  
?^0#:QevC  
lYU_uFOs\  
 生成期望的高帽光束形状。 2x'JR yef  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 !j [U  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 L2AZ0E"ub  
[96|xe\s  
}Li24JK  
1,BtOzuRo  
5h1FvJg  
8. 总结 DS-Kot(k(z  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 XgU]Ktl  
X=_N7!  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 v-4eN1OS  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 i7:j(W^I8  
fytgS(?I'  
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。 4LKOBiEM  
znX2W0V  
扩展阅读 %]RzC`NZ  
GiI2nHZc  
扩展阅读 GXJJOy1"!  
 开始视频 bQEQHqY5  
-     光路图介绍 /tx_I(6F?|  
 该应用示例相关文件: Uo5l =\  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 X2T)]`@  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
.,UpI|b  
ZN',=&;n'  
fGY. +W_  
QQ:2987619807 &nTB^MF  
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