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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) dj|5'<l2  
应用示例简述 BxY t*b%  
1. 系统细节 %B3~t>  
 光源 g(DD8;]w<  
— 高斯激光束 ?Cq7_rq  
 组件 cpY {o^  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 W+nu=iQ!  
— 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 l{3B }_,  
 探测器 A 5?"  
— 视觉感知的仿真 7*'/E#M  
— 高帽,转换效率,信噪比 +)Te)^&v%  
 建模/设计 ,!ZuH?Z  
— 场追迹: rCyb3,W  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 R+sT &d  
CU$kh z"  
2. 系统说明 OfsP5*d  
(iIw }f)w  
-! \3;/  
Vs>Pv$kW  
3. 建模&设计结果 yu?5t?vf  
dWY%bb  
不同真实傅里叶透镜的结果: Iw1Y?Qia  
@WJ;T= L  
,m=F H?5  
*2X6;~  
4. 总结 8$Q`wRt(%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 HN47/]"*  
O-- p)\   
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 4.6$m  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 #kg`rrF r  
)!y>2$20 r  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ^({)t  
N gNGq\!  
应用示例详细内容 3f|}p{3  
[ X*p [  
系统参数 6*8Wtq  
LvG.ocCG  
1. 该应用实例的内容 ,,3lH-C  
9#LMK 1ge  
GqFx^dY4*  
5Iu5N0cn  
|1tKQ0jg  
2. 仿真任务 =j]y?;7q  
]A4=/6`g?b  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 N_t,n^i9>*  
\BOoY#!a  
3. 参数:准直输入光源 Xj?Wvt  
3)OZf{D[  
s"(RdJ-,  
#ydold{F  
4. 参数:SLM透射函数 mrGV{{.  
<H[w0Z$  
01bCP  
5. 由理想系统到实际系统 ~f QrH%@  
vz^ ] g  
e8a^"Z`a  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 T+8Yd(:hX  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 'Kelq$dn#  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 mq:k |w^6  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 @uSO~. 7  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 D{9a'0J  
U}2@  
RK# 6JfC3X  
mY|c7}>V;  
a[ {qb  
应用示例详细内容 N,t9X7G&  
KbJ6U75|f  
仿真&结果 7j& t{q5  
OM'iJB6=  
1. VirtualLab中SLM的仿真 +cpb!YEAb  
5hs_k[q  
 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)。 $KcAB0 B8  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 t]c<HDCK  
 为优化计算加入一个旋转平面 $e^"Inhtqp  
ulR yt^bx|  
UlXm4\@  
:@w~*eK~  
2. 参数:双凸球面透镜 f5}afPk  
)1<0c@g=  
)! [B(  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 goM;Pf "<  
 由于对称形状,前后焦距一致。 g&RpE41x  
 参数是对应波长532nm。 3j#VKj+Uc  
 透镜材料N-BK7。 #1YMpL  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 <O jK $KV  
1eXMMZ/?  
L3]J8oEmU  
bLT3:q#s  
deVd87;@7[  
* :"*'  
3. 结果:双凸球面透镜 UMcM&yu-  
a%q,P @8  
&BVUK"}P  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 %<i sdvF  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 U$:^^Zt`B  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 %Z;RY5  
1N/4W6  
,\`ruWWLb=  
K#FD$,c~  
H UJqB0D ?  
4. 参数:优化球面透镜 W3i<Unq  
288mP]a(v_  
&Vj @){  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 k?cX f j&  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 (nqhX<T>  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 zU5@~J  
 透镜材料同样为N-BK7。 e]<Syrk  
0GMb?/   
3qV^RW&  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 piIZ*@'  
XT0-"-q  
8%4;'[UV  
:GvC#2 p  
5. 结果:优化的球面透镜 '[ c-$X2Ak  
2d[tcn$;h]  
~XUUrg;  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 fWP]{z`  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 9G6)ja?W  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 jLFaf#G]  
a- *sm~u  
>A )Sl'  
\^1^|a"  
6. 参数:非球面透镜 Y] 1U1 08  
\t{iyUxY  
]W3u~T*  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 1D%P;eUDp  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 /G5KNSi  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Z%#e* O0  
=K@LEZZ'/<  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 E2Sj IR}  
tFcQ.1  
mjOxmwo  
l(Y32]Z   
?`TQ!m6y  
7. 结果:非球面透镜 ]xf89[;0  
/@"mQx~[q  
<mX5VGY9^  
 生成期望的高帽光束形状。 hLfWDf*T|  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 r6j[C"@  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 >MJ %6A>  
?;=7{E j  
"]^U(m>f  
2?(/$F9X,  
do`'K3a"  
8. 总结 8y<mHJ[B  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 UXZ3~/L5 O  
]:ca=&>  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Gb2|e.z  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 aT/2rMKPF  
K*^'t ltJ  
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。 Qc33C A  
W'Gh:73'}  
扩展阅读 lf\"6VIsR  
Z9m I%sC[(  
扩展阅读 '>[ZfT  
 开始视频 *K>2B99TXu  
-     光路图介绍 .KYs5Qu  
 该应用示例相关文件: lBn<\Y!^  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 @MQfeM-@  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
,!SbH  
kFJ]F |^7  
-X*.scw  
QQ:2987619807 va~:Ivl-)  
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