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infotek 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) oc,a  
应用示例简述 Exox&T  
1. 系统细节 `Td0R!  
 光源 (eI'%1kS<  
— 高斯激光束 v;X'4/ M  
 组件 v V:eU-a  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Z |uII#lq  
— 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 S,LW/:,  
 探测器 +(VHnxNQs  
— 视觉感知的仿真  Hq h  
— 高帽,转换效率,信噪比 bZk7)b;1o  
 建模/设计 -.: [a3c?  
— 场追迹: Vd[[<  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 k 41lw^Jh  
3k;*xjv6@  
2. 系统说明 /i|T\  
<;:M:{RZY  
_ 97  
>h/J{T(P>h  
3. 建模&设计结果 eLcP.;Z  
Q>u$tLX&  
不同真实傅里叶透镜的结果: _>B0q|]j4'  
U@dztX@u  
3!^5a %u  
]%m0PU#  
4. 总结 OwrzD~  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Ob2H7 !  
$Ml/=\EHOg  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 nmp(%;<exN  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 IB:Wh;_x  
wxpE5v+f|  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 /u{ 9UR[g  
FLJdnL  
应用示例详细内容 hHF YAh   
.Ya]N+r*  
系统参数 ^EE 3E'  
O.e^? ysp/  
1. 该应用实例的内容 LX[J6YKR  
S P)$K=  
/|Za[  
.?9+1.`  
{XiBRs e  
2. 仿真任务 TLzg*  
KHKf+^uu  
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。 Z3Os9X9p  
Ce}wgKzr  
3. 参数:准直输入光源 Qfr%BQV  
{.O Bcx  
&mDKpYrB  
AxLnF(eG  
4. 参数:SLM透射函数 gbM#jhQ  
u&1n~t`  
6W."h PP  
5. 由理想系统到实际系统 LJDX6]4n  
rVq=,>M9  
Ha9A5Ao}0  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 pXPwn(  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Urur/_]-%  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 7$'%*|C.  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 v;AMx-_WH  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 W+V#z8K  
IZY q  
Q3,`'[ F  
%m1k^  
/Za'L#=R  
应用示例详细内容 t=J\zyX!  
fg"@qE-;  
仿真&结果 ZvEcExA-  
l j*ELy  
1. VirtualLab中SLM的仿真 [4sI<aH  
LS@[O])$'  
 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)。 Au &NQ+  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ZYZQ?FN  
 为优化计算加入一个旋转平面 G^]T  
T1m'+^?"  
-q\5)nY  
QPjmIO  
2. 参数:双凸球面透镜 xcr=AhqM  
+c#:;&Gs  
oomB/"Z  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 L {(\k$>'  
 由于对称形状,前后焦距一致。 ) \Mwv&k1  
 参数是对应波长532nm。 | iEhe  
 透镜材料N-BK7。 mz@`*^7?  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ]C^D5(t/cd  
~(kIr? ^  
}q9;..oL  
\)859x&(  
"| w..%Wc  
w V&{w7  
3. 结果:双凸球面透镜 9.ZhkvR4A  
"f\2/4EIl  
'gd3 w~  
 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。 JViglO1\  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 &WAO.*:y  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 E;\XZ<E  
50% |9D0?Y  
T">-%-t  
jV)!9+H#  
Vzf{gr?  
4. 参数:优化球面透镜 CZyOAoc<  
;V]EF  
2f(5C*~  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 l4u@0;6P  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 &RP!9{F<  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 bA\TuB  
 透镜材料同样为N-BK7。 3)v6N_  
;Vc@]6Ck  
?P4@U9i  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 <S I& e/  
rhY>aj  
x' *,~u  
eA9U|&o  
5. 结果:优化的球面透镜 *A}QBZ  
vr5 6 f1  
>ijFQ667>j  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 % INRds  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 H6?ZE  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 32jOs|<\  
1L1_x'tT%  
lQQXV5NV  
0L10GJ"(  
6. 参数:非球面透镜 G|FF  
8>a/x,  
Knsb`1"E^6  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 k+S+ : 5  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 %98F>wl  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ,GEMc a,`  
rZ<0ks  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 AH`D&V  
]4SnOSV?S  
p'1n'|$e  
)3v0ex@Jl  
mLX1w)=r  
7. 结果:非球面透镜 n m(yFX?=  
Lu\]]m  
QxvxeK!Y  
 生成期望的高帽光束形状。 TuY{c%qQ:  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Y'"2s~_ Z  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ;SkC[;`J  
)%%RI_J T  
WmLl.Vv=  
|Axg}Q|  
ep<Ad  
8. 总结 {LTb-CB  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 #EtS9D'd+  
vFY/o,b \  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 M`\c'|i/  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0$l=ME(  
VA.jt}YGE  
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。 AWC zu5ve  
kH*l83  
扩展阅读 K !8+~[  
XP5q4BM  
扩展阅读 AC3K*)`E  
 开始视频 JbzYr] k  
-     光路图介绍 ~!~VC)a*  
 该应用示例相关文件: VpMpZ9oM<  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 * JGm  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
A=|LMJMWR  
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