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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) 3 +G$-ru  
应用示例简述 1]@}|  
1. 系统细节 $',K7%y  
 光源 \ b?" b  
— 高斯激光束 ]);%wy{Ho  
 组件 j)/nKh4O  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 opy("qH  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 /2=#t-p+  
 探测器 mR?5G: W~R  
— 视觉感知的仿真 .ZVUd84B  
— 高帽,转换效率,信噪比 Tk:h@F|B.|  
 建模/设计 sP;nGQ.eN  
— 场追迹: QSszn`e  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 iV*q2<>  
j/_ s"}m{  
2. 系统说明 IDB+%xl#S  
8o'_`{ba  
O$&mFL[`  
d(:8M  
3. 建模&设计结果 JNt^ (z  
7 /VK##z  
不同真实傅里叶透镜的结果: ->y J5smtY  
^h ~x)@=  
)ttUWy$w  
KLitg6&P  
4. 总结 OZ |IA:,}  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 jY% na HaI  
'%dfz K*Z  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 / zB0J?  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 JGsx_V1t  
ifUGY[L  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 2[ RoxKm  
\eT5flC  
应用示例详细内容 'rO!AcdLU  
*E/`KUG]  
系统参数 G MX?  
`_`QxM  
1. 该应用实例的内容 :U3kW8;UMP  
mpuq 9)6  
u'|4?"uz  
r&R B9S@*h  
Y2ZT.l  
2. 仿真任务 T arIPp  
}L+L"l&  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 m'6&9Ja k  
h]5C|M|  
3. 参数:准直输入光源 K;>9ZZtl  
kb{]>3Y"  
7VqM$I  
im9G,e  
4. 参数:SLM透射函数 ^S UPi  
>VP= MbN  
"$ Y_UJT7  
5. 由理想系统到实际系统 '=nQ$/!q  
G-xDN59K  
H:t$'kb`  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 2 Ga7$q  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 !`g~F\l  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 1zm ulj%&  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 aY'C%^h]  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 4e~A1-  
\W1,F6&j  
Oiz ,w7LRh  
 -xSA  
wRcAX%n&  
应用示例详细内容 JJ}0gZ   
\r /ya<5  
仿真&结果 ~P8tUhffK  
 "HElB9  
1. VirtualLab中SLM的仿真 iYORu 3  
@kpv{`Y  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 =XucOli6  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 xO^:_8=&:  
 为优化计算加入一个旋转平面 F(k.,0Nc  
U3T#6Rptl  
4 N H  
k7?N ?7w  
2. 参数:双凸球面透镜 10<x.8fSP  
J pFfzb  
sYe?M,  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 {sihus#Q  
 由于对称形状,前后焦距一致。 \>jLRb|7Ts  
 参数是对应波长532nm。 5R'TcWf#W  
 透镜材料N-BK7。 (i34sqV$m  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ])|d"[ur=  
ROg(U8 N  
TH; R  
A )^`?m3  
C~nzH,5  
G;v8$)Zj  
3. 结果:双凸球面透镜 p2n0Z\2  
Y ;u<GOe  
bvv|;6  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 .z)%)PVV  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 6l5:1|8b,!  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ^T ?RK "p  
;A|-n1e>Hc  
<KE 1f7c  
NLUT#!Gr  
FME3sa$  
4. 参数:优化球面透镜 : >6F+XZ  
uJFdbBDSh  
=U#dJ^4P  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 OUeyklw  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 MaRi+3F  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 (eCJ;%%k  
 透镜材料同样为N-BK7。 /4a._@1h[y  
rqdE6y+^  
@x"0_Qw  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 =+U `-J} g  
PJ]];MQ  
rM .|1(u  
G?E oPh^m  
5. 结果:优化的球面透镜 _AQb6Nb  
"}pNe"ok  
f0X_fm_q  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 6^]!gR#B  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。  @2Z#x  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 7NDr1Z#B6V  
5]n[]FW  
-u2P ?~  
)z&/_E=  
6. 参数:非球面透镜 ]|MEx{BG-  
3[O=x XB  
ep2k%?CX 1  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 <_3b1VhZ  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 fb{`` ,nO  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 y^%n'h{  
~(Q)"s\1I  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 I_<I&{N>  
_9=Yvc=  
Ezr:1 GJ  
t^6dzrF  
-amBB7g  
7. 结果:非球面透镜 (vb SM}P  
;?8_G%va  
_(h&7P9  
 生成期望的高帽光束形状。 Wn(6,MDUN  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Zy o[(`y  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 >N]7IU[-  
\~fONBY  
W0l,cOOZJ  
AQ_|:  
~nrK>%  
8. 总结 w,h`s.AN  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Cq'KoN%nQ  
cFeXpj?GV  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 =K6($|'=  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 DpUbzr41+k  
E=>FjCsu<-  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 qNYN-f~@,  
a'2$nbp}  
扩展阅读 hRs&t,{&  
;~D)~=|ZZ  
扩展阅读 6"~P/\jP  
 开始视频 a>GyO&+Dkg  
-     光路图介绍 P/Q!<I  
 该应用示例相关文件: P*I}yPeb  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ApAO/q  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
BDR.AZ  
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