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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) B@=+Fg DD  
应用示例简述 W(1p0|WQ:  
1. 系统细节 ;:hyW,J  
 光源 Elh: %dr Q  
— 高斯激光束 ?msx  
 组件 8@|+- )t  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 "<t/*$42  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 uf^"Y3  
 探测器 z#SBt`c  
— 视觉感知的仿真 3 =KfNz_  
— 高帽,转换效率,信噪比 wH3FCfvm  
 建模/设计 }>6=(!  
— 场追迹: _}EGk4E  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 OTl\^!  
+D*b!5[  
2. 系统说明 @]Aul9.h  
cx&jnF#$  
KFkKr>S :  
5<<e_n.2q  
3. 建模&设计结果 6cb;iA  
=oV8 !d%]  
不同真实傅里叶透镜的结果: c1'OIK C  
iXqc$!lTH  
UsNr$MO {  
E#URTt:&>  
4. 总结 |)} F}~&  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 pj6Q0h)  
#%il+3J  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 _~d C>`K  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 P)XkqOGpT9  
$Ud-aRlD  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 E tWpBg  
@f{yx\u/  
应用示例详细内容 gz;().{  
\_#0Z+pX  
系统参数 KM*sLC#  
U#gHc:$  
1. 该应用实例的内容 8*;G\$+  
aEW Z*y  
wciYv,  
p4\%*ovQt  
{d.`0v9h  
2. 仿真任务 /tikLJ  
if9I7@  
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。 HWxk>F0  
"Q`{+|'=E  
3. 参数:准直输入光源 1 M7=*w,  
VZ &>zF  
2T<QG>;)j  
!bFa\6]q  
4. 参数:SLM透射函数 /ZlW9|  
nchhNU  
)#l &F$  
5. 由理想系统到实际系统 {c<MB xk  
K2$mz  
[Qa0uM#SU  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 KW+ps16~  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 MeW8aL r  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 F=kD/GCB  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 !!E_WDZ#9  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 U5jY/e_  
AMA :hQ  
- o$S=  
"ZE JL.Wy  
',n;ag`c  
应用示例详细内容 &STgj|t_  
u`$,S& Er  
仿真&结果 ZalG/PFy  
k[R/RhHQ,  
1. VirtualLab中SLM的仿真 G'q7@d {'  
?d%+85  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 d i`}Y&  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 RX4O1Z0  
 为优化计算加入一个旋转平面 >^ 0JlL`XG  
"tBdz V  
di]z  
#M&rmKv)g  
2. 参数:双凸球面透镜 }P#%aE&-  
Na=9 ju  
6* cm  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 3}= .7qm  
 由于对称形状,前后焦距一致。 Gy.<gyK9  
 参数是对应波长532nm。 %+|k>?&z7  
 透镜材料N-BK7。 )TJz'J\*  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 2/sD#vC  
9Gfm?.O5  
?t$sju(\  
@=h%;"  
.%+'Ts#ie  
PvBx<i}A  
3. 结果:双凸球面透镜 Ij(S"P@  
-20o%t  
 4%LG9hS  
 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。 \O/" F;  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 kV!0cLH!hH  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 K20n355uE  
oD4NQR  
>};,Byv!%  
~mOGNf?f  
J5)e 7  
4. 参数:优化球面透镜 J0a]Wz%  
cR}}NF  
L~x3}o$-o  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 JiEcPii  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 QG?7L_I  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 `I,A7b  
 透镜材料同样为N-BK7。 >&TSz5Q  
Y;6<AIx>  
hhlQ!WV2  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 @k <RX'~q  
Y'i0=w6G  
R?qVFMQ  
o+;=C@,'  
5. 结果:优化的球面透镜 D%(9ot{!e  
D@uw[;Xb5  
T~cq=i|O  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 @g9j+DcU  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 D;Fvd:  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 gGw6c" FRQ  
Re5m  
KSIH1E  
aO.'(kk8  
6. 参数:非球面透镜 u><ax  
B}X   C  
QtJe){(z+  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 E"!9WF(2t5  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 BnvUPDT&  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 E}lU?U5i  
\hdR&f5q  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 r/HKxXT  
|2CW!is  
Y:&1;`FBZ  
5 usfyY]z  
]w]Swt2n  
7. 结果:非球面透镜 O}NR{B0B3&  
aw/Y#  
-))>7skc  
 生成期望的高帽光束形状。 #j d?ocoY  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 YH)U nql  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 j8zh^q  
vF;6Y(h>  
2]eh[fRQ  
#I%< 1c%XA  
(6u<w#u  
8. 总结 [ w  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 nf,>l0,,'  
1]A%lud4  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 `PSr64h:D  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 idGkX ?  
SjKIn-  
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。 *`ehI_v :  
6Kh: m-E9  
扩展阅读 C+P}R]cT"  
c1wgb8  
扩展阅读 [4kx59J3b  
 开始视频 qz E/n   
-     光路图介绍 Mki(,Y|1~  
 该应用示例相关文件: vMzR3@4e  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 N TXT0:  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
s.1(- "DU  
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