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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) Oi7:J> [  
应用示例简述 NH|v`rO  
1. 系统细节 c?wFEADn  
 光源 <$ '#@jW  
— 高斯激光束 Xr':/Qjf  
 组件 BhNwC[G?m  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 R[o KhU  
— 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 t+66kBN  
 探测器 {K:/(\  
— 视觉感知的仿真 Qa"R?dfr  
— 高帽,转换效率,信噪比 eeuAo&L&  
 建模/设计 (A"oMnjWd  
— 场追迹: MJ>(HJY6?%  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 bx`(d@  
S0kH/A  
2. 系统说明 g,x$z~zU{  
~*G I<n  
V GM/ed5-  
5MiWM2"X\  
3. 建模&设计结果 w/Ia` Tx$  
mVk:[ }l6  
不同真实傅里叶透镜的结果: 8CMI\yk  
wwE9|'Ok  
;Q-sie(#  
'L=g(  
4. 总结 v82@']IN  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 cj5p I?@e)  
b/WVWDyob/  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 &XN*T.Y`  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 %M~Ugv_4v  
/l@7MxE  
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。 @bS>XWI>  
DlTV1X-^1  
应用示例详细内容 qC IZW  
|A &Nv~.)  
系统参数 m;8_A|$A  
)V~<8/)  
1. 该应用实例的内容 0p&:9|'z  
jhK&Z7;  
|+ @  
awo=%vJ&  
^> ZQ:xs@(  
2. 仿真任务 '[:].?M  
hg=\L5R  
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。 U{{RRK|  
h&.9Q{D  
3. 参数:准直输入光源 z_r W1?|  
67Ge}6*2pd  
(\#j3Y)r  
Hm1C|Qb  
4. 参数:SLM透射函数 NS<lmWx+  
Q8T4_p [-o  
S ^2'O7uj  
5. 由理想系统到实际系统 $Pl>T09d  
Wf>UI)^n  
T3wR0,  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Po93&qE  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 *Cj]j-  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 O:pQf/Xn  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 Je+L8TB  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Qa(u+  
]X@/0  
{ZN{$Ad3/  
W=PDOzB>K  
';zLh  
应用示例详细内容 gO_^{>2  
I3s'44  
仿真&结果 D)4p8-=t  
Ypha{d  
1. VirtualLab中SLM的仿真 RhX 2qsva-  
l.fNkLC#  
 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)。 cidS/OH  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 RSzp-sKB  
 为优化计算加入一个旋转平面 |0A n| 18  
/>.&  
tgc&DT; E  
k:`^KtBMl  
2. 参数:双凸球面透镜 &> }MoB  
A7~)h}~   
T|ZT&x$z  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ;,@3bu>r  
 由于对称形状,前后焦距一致。  YVD%GJ  
 参数是对应波长532nm。 efZdtrKgy  
 透镜材料N-BK7。 7A3e-51 >  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ;cxYX/fJ  
q2&&n6PYW  
@b-?KH  
B>YrDJUN  
+ +D(P=4hi  
qd!$nr  
3. 结果:双凸球面透镜 3l5q?"$  
0v+5&Jk  
LTBqXh  
 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 P V5\2  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 k&yy_r   
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ] M_[*OAb  
h, +2Mc<  
pr@8PD2%  
]+d.X]   
dy|r:~j3  
4. 参数:优化球面透镜 ~A>3k2 N/e  
V u;tU.  
(O /hu3  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 NVJvCs)3f  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 z$%ntN#eNA  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 eEezd[p  
 透镜材料同样为N-BK7。 cg$7`/U  
&$< S1  
z}u  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 tUz!]P2BUO  
wjKW 3  
S WYiI  
1UxRN7  
5. 结果:优化的球面透镜 Tet,mzVuu  
1fEV^5I  
lq1pgM?Kf  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 is#?O5:2  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Q9FY.KUM  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 b`18y cVME  
RHVMlMX  
]5uCs[  
'DRyOJnr  
6. 参数:非球面透镜 zF\k*B  
y;sr# -L  
_g$6vx&  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 o)Ob}j  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 6dq5f?w]  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 "sL#)<%  
[A[vR7&S  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 j.AAY?L  
L!-T`R8'c  
"m/0>UU0  
d&.)Dw  
CW, Kw  
7. 结果:非球面透镜 `4(k ?Pk2  
Tx],- U  
^om(6JL2  
 生成期望的高帽光束形状。 a?\ Au  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 IuB0C!'  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ? 0nbvV5v7  
(MwB% g  
 A5Y z|  
f>l}y->-Ug  
.P-@ !Q5*  
8. 总结 gbQrSJs!Zh  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 xNE<$Bz  
=#n|t[h-  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 / u>")f  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 cFD(Ap  
}3=]1jH6  
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。 R279=sO,J  
vezX/xD?  
扩展阅读 Xxp<qIEm  
Pou`PNvH  
扩展阅读 !);'Bk9o  
 开始视频 6\/C]![%  
-     光路图介绍 >%'|@75K  
 该应用示例相关文件: !NjC+ps]  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 JEs?Rm1^.  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
|f?tyQ  
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