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2021-11-10 09:25 |
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) fdvi}SS8 应用示例简述 aj%
`x4eA 1. 系统细节 1Q3%!~<\s 光源 I*%&)Hj~ — 高斯激光束 G`&'Bt{Z* 组件 >f3k3XWRT — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 %pQdq[J={ — 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 =#J9 探测器 \=TWYj_Ah — 视觉感知的仿真 =r=^bNO — 高帽,转换效率,信噪比 >!CH7wX 建模/设计 ZzSJm+&' — 场追迹: ]g>T9,)l 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Yf%[6Y{ k B$lkl\C 2. 系统说明 47$-5k30 $=QNGC2+
OqUE4.vIP )i?{;%^ 3. 建模&设计结果 e/ppZ> %DHP 不同真实傅里叶透镜的结果: hwG||;&/H .l" _K
+K @J*W 1 Vz+=ZK r5 4. 总结 -#:Y+"' 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 EC:x,i cJ1{2R 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ,DW0A// 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 !'c6 Hs M<hs_8_* 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 Ra*k _j|n}7a 应用示例详细内容 ?.|wfBI F\YcSDM 系统参数 gGceK^# mDe+ M{/ 1. 该应用实例的内容 Yn?2,^?N %K/G+ '8((;N|I^ 8M5!5Jzv 8#d99dOe 2. 仿真任务 #z1ch,*3; cfQh 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 tleK(^ Z"PDOwj5 3. 参数:准直输入光源 (urfaZ;@+ 9#.NPfMF
t8wz'[z vX!dMJa0 4. 参数:SLM透射函数 !ktA"Jx QL|:(QM
S]e~)IgO 5. 由理想系统到实际系统 2*UE&Gp 71.:p,Z@z [b\lcQ8O 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 1\7"I- 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 j)SgB7Q 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 LQ&d|giA 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 4<K ,w{I 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 =G3J.S*Riy
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`Mh<S+/ IQ27FV|3 应用示例详细内容 o^"d2= 7;#dX~>@{ 仿真&结果 9"u@<] ;@ ! d!& 1. VirtualLab中SLM的仿真 w[$Wpae ]mGsNQ ].H 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)。 wx?{| 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 h"Yqm"U/ 为优化计算加入一个旋转平面 |@n{tog+- qytGs@p_ \~1zAiSd># :e9jK[)h0 2. 参数:双凸球面透镜 u=UM^C! /dP8F Q`wA"mw6k 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 &Bdt+OQ ; 由于对称形状,前后焦距一致。 ?jM7C} 参数是对应波长532nm。 Exo`Z`m`U 透镜材料N-BK7。 !`S%l1[Z 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 V{^fH6;[ $vicHuX!
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<OO/Tn'a D+U/ ]sW 3. 结果:双凸球面透镜 y:`` |*+ 'krMVC- %'~<:>:"E 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。 _"t.1+-K 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 a0j.\g 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 V6!73 iY 0FR%<u
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l8d%hQVqT 4. 参数:优化球面透镜 a} fS2He i3WmD@ 6V?&hq&t 然后,使用一个优化后的球面透镜。 )mO;l/,0 通过优化曲率半径获得最小波像差。 $5AtI$TV_! 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 }8]uZ)[p= 透镜材料同样为N-BK7。 J?ZVzKTb>} ?m7" G) '\mZ7.Jj 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Ip|^?uyrk S<9d^= a
$ u.T1v ={0{X9t?'j 5. 结果:优化的球面透镜 A,[m=9V 12DdUPOi !eoec2h#5 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 z4+6k-#): 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 .W.U:C1 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 a^/20UFq
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2EcYO$R! ;xH'%W9z 6. 参数:非球面透镜 toZI.cSg4 3E@&wpj rBPxGBd4 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 \4X{\p< 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Y9ce"*b 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 H 6<@ ~{!!=@6 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *
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|OT%,QT| "?.Wb L 7. 结果:非球面透镜 d>-EtWd & | |