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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) C'7DG\pr  
应用示例简述 8bJj3vr  
1. 系统细节 b(_f{R7PY  
 光源 *^oL$_Y  
— 高斯激光束 FG!2h&k  
 组件 jd`h)4  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 5>6:#.f%!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 G^|!'V  
 探测器 $GR rTC!  
— 视觉感知的仿真 ID: tTltcc  
— 高帽,转换效率,信噪比 [XE\2Qa8e  
 建模/设计 )b?$ 4<X^  
— 场追迹: bj6;>Ezp3(  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 S6g_$ Q7  
B:Y F|k}T  
2. 系统说明 Jmuyd\?,b  
q|{z9V<  
BCfmnE4%  
L} "bp  
3. 建模&设计结果 $cW t^B'  
U8.V Rn  
不同真实傅里叶透镜的结果: h/Yxm2  
j{j5TvsrY  
~&aULY?)]  
I_m3|VCa|t  
4. 总结 bcq&yL'D  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 d6a3\f  
8@[S,[  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 x2sKj"2?@  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 [Tl66Eyl  
G6.lRaPu"m  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 DRpF EWsm  
mW$Oi++'d  
应用示例详细内容 7},oY"" 8  
"O'c.v?{x  
系统参数 k`;d_eW  
5%N[hd1Ql  
1. 该应用实例的内容 Z3yy(D>*  
F$-fj "jC  
q_6fr$-Qh  
TQu.jC  
gnGh )  
2. 仿真任务 X}xf_3N "  
}N} Js*  
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。 twu,yC!  
x`c 7*q%  
3. 参数:准直输入光源 DZ @B9<Zz{  
D>8p: ^3g  
}L(ZLt8Q  
)Q62I\  
4. 参数:SLM透射函数 _9]vlxgtG(  
:tbgX;tCs5  
u]Q}jqiq"  
5. 由理想系统到实际系统 S6}_N/;6~  
064k;|>D  
b*(K;`9)B  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 }`2a>N: &  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 eKy!Pai  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 z{|0W!nHJ  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 Z.&/,UU:4  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 nw\C+1F  
R:+'"dBge  
0zA;%oP  
eAo+w*D(  
SswcO9JCX3  
应用示例详细内容 ;<q 2  
78{9@\e"0  
仿真&结果 2Mk;r*FT  
?QmtZG.$  
1. VirtualLab中SLM的仿真 (c)=Do=  
!(7m/R  
 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)。 ^8EW/$k  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 g5y`XFY  
 为优化计算加入一个旋转平面 aoZ| @x  
:{N*Z}]  
[.^ol6  
aXQS0>G%(  
2. 参数:双凸球面透镜 u178vby;l  
c+&Kq.~K  
,@c1X:  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 t VO}{[U}  
 由于对称形状,前后焦距一致。 =y-yHRC7  
 参数是对应波长532nm。 O-HS)g$2  
 透镜材料N-BK7。 \#(1IC`as  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 J/jkb3  
qF4tjza;k  
jan}}7Dly  
g=[OH  
F$DA/{.D  
%SOXw 8-  
3. 结果:双凸球面透镜 XrM+DQ;  
g3c<c S^l  
LT<2 n.S  
 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。 ]y6 {um8"  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 <zR{'7L/  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 VS/M@y_./  
9c[X[ Qc  
Bkd$'7UT  
uDie205  
ttUK~%wSx  
4. 参数:优化球面透镜 \894 Jqh  
a51e~mg Z`  
2L1y4nnbwo  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 ns%gb!FBJX  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 . 2$J-<O  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 kW)3naUf<  
 透镜材料同样为N-BK7。 o3dqsQE%  
#Z1-+X8P  
j{OA%G(I  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 zawu(3?~)5  
jcJ 4?  
s-#EV  
e?.j8 Q ~  
5. 结果:优化的球面透镜 ^T!Zz"/:  
=}#yi<Lt  
salC4z3  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 {ogBoDS  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 qg& /!\  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %jzTQ+.%]^  
H P.=6bJWi  
>t3_]n1e  
_K9`o^g%PJ  
6. 参数:非球面透镜 sNDo@u7  
i"}z9Ae~.  
04-_ K  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 8{jXSCP#  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 uP'L6p5  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 4>=M"D hB  
M5h r0 R{  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 u9"yU:1keb  
o6MFMA+vi  
%PYO9:n  
Nu6NyYs  
^$: w  
7. 结果:非球面透镜 FE\E%_K'n7  
Ax&!Nz+?  
h p|v?3(  
 生成期望的高帽光束形状。 #@B"E2F  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 G1 "QX  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ByY2KJ7  
H ni^S  
:EV.nD7  
Ei_ ~ K';  
$\BYN=#  
8. 总结 #SHeK 4  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 [Kwj 7q`  
`f>!/Zm%9  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 %XG m\p  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 !d N[9}  
n{;Q"\*Sg  
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。 uI-T]N:W8x  
@GN2v,WA?  
扩展阅读 {nV/_o$$  
mITB\,,G  
扩展阅读 J 6KHc^,7  
 开始视频 L[Vk6e  
-     光路图介绍 Y6v{eWtSn  
 该应用示例相关文件: 2%pED xui  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Eb ILAJ  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
I_<VGU k  
+X/a+y-  
'3b\d:hN  
QQ:2987619807 m;dwt1'Zw  
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