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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) 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$=6R3GI  
— 场追迹: |B./5 ,nSS  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 T/X[q7O~~4  
,Hlbl}.ls  
2. 系统说明 q5p!Ty"  
]O,;t>  
WA \ P`'lg  
jO&sS?  
3. 建模&设计结果 ]p:s5Q  
< HlS0J9  
不同真实傅里叶透镜的结果: fb0i6RC~&  
"eA4JL\%)  
5 <X.1 T1  
*I:^g  
4. 总结 S8(Y+jgk;a  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 S%uwQ!=O8  
h8iic  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 *UJ.cQ}  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 lyc ]E 9  
Oi+9kk e  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 omisfu_~E  
>> yK_yg  
应用示例详细内容 j *B,b4  
C@3a/<6m  
系统参数 HRS^91aK  
dT?/9JIv  
1. 该应用实例的内容 7jPPN  
U$-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  
nsW #  
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  
W5a7HkM  
9=RfGx  
re}_+sv U  
rx[l7F q  
应用示例详细内容 .t53+<A  
J[0o 6  
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  
kn 5X:@{  
%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$vy  
 透镜材料N-BK7。 ,ICn]Pdz@  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 <A~a|A-QFR  
~(v7:?  
fGtYvl O-5  
}.DE521u  
M_BG :P5  
'GyO  
3. 结果:双凸球面透镜 3:]c>GPQ  
_dQg5CmlG  
]0dj##5tJ  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 c;6[lv  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 #S4lRVt5  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 AX{X:L8Ut2  
f$y`tT %o  
`xXpP"*o}  
-|.Izgc  
WgTD 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$7i>(?(  
ybY[2g2QJ  
y&&%%3  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Y?'Krw `  
{VmJVO]S  
 Gv(?u  
{9 .sW/  
5. 结果:优化的球面透镜 >}7Ml  
:w,#RcW  
!'qY  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 c>b!{e@*  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 }mdk+IEt  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 +x(~!33[G  
`k;MGs)&  
6k9cvMs%H  
p!Xn iY  
6. 参数:非球面透镜 e0z(l/UB  
@{q:179w^  
*ufVZzP(  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 b2r]>*Vc  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 UKpc3Jo:~  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Jk=_8Xvr`  
4`[2Te>  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4 \Ig<C9  
t6C2DHh7$  
Fm#`}K_  
7 .y35y  
J\l'nqS"  
7. 结果:非球面透镜 5Y4#aq  
+ktubJ@Qgj  
=n ff;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  
$n= w  
<ebC]2j8cK  
,CxIA^  
8. 总结 'ju'O#A9  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 {oftZ Xwf  
s1>d)2lX  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。  /~1Ew  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 K0fuN)C  
{2.zzev'  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 NCa3")k  
/<VR-yr  
扩展阅读 6Z#$(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 T f40lv+{  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
cd._q2  
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