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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) ux~=}{tz  
应用示例简述 ?2q0[T?e  
1. 系统细节 A b+qLh&?  
 光源 mqbCa6>_S  
— 高斯激光束 ipE|)Ns  
 组件 KA>QW[HX  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 kt |j]:  
— 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 yxi&80$  
 探测器 fw5+eTQ^  
— 视觉感知的仿真 ?6UjD5NkX  
— 高帽,转换效率,信噪比 Bus]OF>hu  
 建模/设计 RL[F 9g  
— 场追迹: > Edsanx  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 1je/l9L  
6z]y =J  
2. 系统说明 R@#xPv4o%  
2B^WZlx  
3 2"f'{  
ke k/C`7  
3. 建模&设计结果 {0 %  
[930=rF*  
不同真实傅里叶透镜的结果: .[+}nA,g%~  
Ly z8DwZ  
putRc??o;  
b7'l3mQjk  
4. 总结 \58bz<u"  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Dp4x\97O  
{|@}xrB  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^j2ve's:  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 fhyoSRLR:  
i'.D=o  
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。 z]KJ4  
AxeQv'e  
应用示例详细内容 j#u{(W'r  
g W_E  
系统参数 *sau['Ha  
x$t2Y<_  
1. 该应用实例的内容 e tL?UF$  
7w]3D  
+43~4_Oj  
HCCq9us  
#;5Q d'  
2. 仿真任务 X|&H2y|*7  
zg'.fUZ  
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。  ZpMv16  
\ueCbfV!Z4  
3. 参数:准直输入光源 f96`n+>x i  
A@Lr(L  
|ICn/r~  
[-i&)eX  
4. 参数:SLM透射函数 )Gk?x$pY@  
,F*HZBNFZ  
~d3@x\I?  
5. 由理想系统到实际系统 ;nJ2i?"  
^)GaVL^"5  
P{BW^kAdH  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 8B]\;m  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 *]}F=dtR k  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 X @pm!c#  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 :>Bk^"  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 z}B8&*>  
3,`M\#z%K  
TvS<;0~K  
+'+ Nr<  
_n!>*A!  
应用示例详细内容 hW9!  
s diWQv  
仿真&结果 8 R7w$3pp\  
'9zKaL  
1. VirtualLab中SLM的仿真 @'5*jXd  
wjZ Q.T!  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 XT*/aa-1'  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 e igVT4  
 为优化计算加入一个旋转平面 HG< z,gE 2  
GN Ewq$  
B/qN1D]U.  
= Ezg3$%-  
2. 参数:双凸球面透镜 |(2#KMEWa  
MM*~X"A  
W}"tf L8  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 r NKeY48\  
 由于对称形状,前后焦距一致。 hoM%|,0  
 参数是对应波长532nm。 /OB)\{-  
 透镜材料N-BK7。 r%WHYhD  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 n*' :,m  
k3e6y  
2{Dnfl'k  
BOR$R}q  
:-<30LS $  
U1  *P  
3. 结果:双凸球面透镜 JiO8 EIM  
q*,HN(& l?  
rBU)@IpDG  
 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。 akPd#mf  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 :8`$BbV  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 FGie*t  
e==/+  
KaS*LDzw  
US^%pd  
2hso6Oy/v{  
4. 参数:优化球面透镜 zY@0R`{@p  
kP/<S<h,g  
GVu[X?q@|  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 D5({&.X[-  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 .fhfb\$  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 D| <_96_m  
 透镜材料同样为N-BK7。 *GY8#Az  
5Ma."?rW   
}EHL }Q  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 V2AsZc0U(  
__s'/ 6u  
iR PE0  
^'du@XCf}  
5. 结果:优化的球面透镜 V@s93kh  
(CH6Q]Wi_!  
r#_0_I1[  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 !>ZBb\EyK  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Vr"'O6  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 a5O$he  
cTn (Tv9s  
n@h$V\&\iM  
4M|C>My  
6. 参数:非球面透镜 0S4Y3bac&  
ahZ@4v  
]B8iQr-!  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 }.U(Gxu$  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Z+EZ</'(a  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ,' t&L]  
bG*l_  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 "X._:||8  
d2US~.;>l  
$FIJI^Kd7  
*SI,K)BP  
UY,u-E"  
7. 结果:非球面透镜 7mv([}Va  
Q%!xw(  
_8-1wx  
 生成期望的高帽光束形状。 59:kL<;S-  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 oa5L5Zr,A  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 {|j-e{*  
V4CA*FEA  
I7SFGO  
`('Up?  
_Gb 7n5p  
8. 总结  tj8o6N#  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 2$b1q!g<  
8@rF~^-_  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。  ]SL+ZT  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 s(s_v ?k  
9^C6ZgNS  
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。 p14$XV  
P@n rcgM.  
扩展阅读 Rf>V]R  
$:-C9N29  
扩展阅读 ^ yF Wvfh4  
 开始视频 ?;(!(<{  
-     光路图介绍 sT<h+[2d  
 该应用示例相关文件: &Q\k`0vzVB  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 $(OL#>9Ly  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
Po\+zZjo  
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