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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) m ['UV2 应用示例简述 5@F1E8T 1. 系统细节 ezgP\ct 光源 Mx4
<F "9 — 高斯激光束 7GB>m}7 组件 hL+)XJu^J — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ( Y'q%$ — 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 pmv;M`_|R 探测器 DUFfk6#X} — 视觉感知的仿真 z ~#
.Ey — 高帽,转换效率,信噪比 vB
hpD 建模/设计 L$=6R3GI — 场追迹: |B./5 ,nSS 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 T/X[q7O~~4 ,Hlbl}.ls 2. 系统说明 q5p!Ty" ]O,;t>
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P`'lg jO &sS? 3. 建模&设计结果 ]p:s5Q < HlS0J9 不同真实傅里叶透镜的结果: fb0i6RC~& "eA4JL\%)
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<X.1T1 *I:^g 4. 总结 S8(Y+jgk;a 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 S%uwQ!=O8 h8iic 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 *UJ.cQ} 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 lyc
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e 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 omisfu_~E >> yK_yg 应用示例详细内容 j*B,b4 C @3a/<6m 系统参数 HRS^91aK dT?/9JIv 1. 该应用实例的内容 7jPPN U$-Gc[=| OE[|1?3 >1q
W* !~#zH0# 2. 仿真任务 E}LYO: BC.~wNz6 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。 }TfZ7~o[ O~D>F*_^j 3. 参数:准直输入光源 rWsUWA T* =]i[gs)B
L+VqTt zmaf@T 4. 参数:SLM透射函数 pbc<326X" "V|&s/9
n sW# 5. 由理想系统到实际系统 k;BXt:jDq ^k{b8-)W< .xG3`YH 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 t,H=;U# 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 K{DsGf, 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 nbd-f6F6 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 LkvR]^u0 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 R2K{vs
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re}_+svU rx[l7F
q 应用示例详细内容 .t53+<A J[ 0o6 仿真&结果 <yt|!p-tS B L^?1x 1. VirtualLab中SLM的仿真 olLVT<
0o-.m 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)。 U0X,g(2' 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 #POVu|Y;h 为优化计算加入一个旋转平面
^W8kt KAkD" (! ZRCm'p3 R"Ff(1m 2. 参数:双凸球面透镜 ut/3?E1 Z kn5X:@{ %mF:nU4 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 k{Ad(S4J& 由于对称形状,前后焦距一致。 SHcFnxEAIH 参数是对应波长532nm。 X>-|px$vy 透镜材料N-BK7。 ,ICn]Pdz@ 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 <A~a|A-QFR ~(v7:?
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M_BG:P5 'GyO 3. 结果:双凸球面透镜 3:]c> GPQ _dQg5CmlG ]0dj##5tJ 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 c;6[lv 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 #S4lRVt5 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 AX{X:L8Ut2 f$y`tT %o
`xXpP"*o} -|.Izgc
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O3 4. 参数:优化球面透镜 6,~Y(# ojva~mnFf _/c1b>kcso 然后,使用一个优化后的球面透镜。 |$:y8H'J 通过优化曲率半径获得最小波像差。 4it^-M 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 I5%#A/|z 透镜材料同样为N-BK7。 P$7i>(?( ybY[2g2QJ y&&%%3 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Y?'Krw ` {VmJVO]S
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.sW/ 5. 结果:优化的球面透镜 >}7Ml :w,#RcW ! 'qY 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 c>b!{e@* 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 }mdk+IEt 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 +x(~!33[G
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6k9cvMs%H p!Xn iY 6. 参数:非球面透镜 e0z(l/UB @{q:179w^ *ufVZzP( 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 b2r]>*Vc 非球面透镜材料同样为N-BK7。 UKpc3Jo:~ 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Jk=_8Xvr` 4`[2Te> 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4 \Ig<C9 t6C2DHh7$ Fm#`}K_
7.y35y J\l'nqS" 7. 结果:非球面透镜 5Y4#aq +ktubJ@Qgj =nff;Xu 生成期望的高帽光束形状。 MHqk-4Mz 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 dMw}4c3E 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 MU>6s`6O uc>]-4
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<ebC]2j8cK ,CxIA^ 8. 总结 'ju'O#A9 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 {oftZXwf s1>d)2lX 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 /~1Ew 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 K0fuN)C {2.zzev' 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。 NCa3")k /<VR-yr 扩展阅读 6Z#$(oC JKTn 扩展阅读 6PyW(i(bs 开始视频 3EV?=R - 光路图介绍 cH:9@> '$a 该应用示例相关文件: XGb*LY+Db6 - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Tf40lv+{ - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 cd._q2
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