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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) X$_z"t 应用示例简述 yz%o?%@ 1. 系统细节 {G=|fgz 光源 "[CR5q9Pr — 高斯激光束 | 组件 Z
jXn,W]~ — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 T~d_?UAw$ — 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 y!~ }7= 探测器 M4t:)!dji? — 视觉感知的仿真 )c.!3n/pb — 高帽,转换效率,信噪比 ~{t<g;F 建模/设计 3.Jk-:u %m — 场追迹: k%;oc$0G-3 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 t1!>EI` -e_pw,5c ' 2. 系统说明 D+Z2y1 t*Z4&Sy^
.Z@ i z5 ixB"6O 3. 建模&设计结果 |[$TT$Fb SjvSnb_3 不同真实傅里叶透镜的结果: H4W!@"e $]J<^{v
iz27yXHZ~ V" KuwM 4. 总结 {-hu""x> 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 9{-H/YS\_s ".kH5(: 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 -.5R.~@ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 @CKMJ^#| g2YE^EKU~ 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。 ?JR?PW8 /'bX}H(dq 应用示例详细内容 ?:+p#&I x}uDW 系统参数 =TA8]7S~U 6U1_Wk? 1. 该应用实例的内容 )c<[@::i &_'3(xIO *1*i5c Z5@E|O & s@*i 2. 仿真任务 (Y &pHXSU 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。 l=<},_]{ =0>[-:Z 3. 参数:准直输入光源 .qCI!%fg ~NIqO4 D
$]4o!Z RP9~n)h~b
4. 参数:SLM透射函数 'T]Ok\ -`1)yhS
%]o/p_< 5. 由理想系统到实际系统 Qa"4^s M`?ATmYy `~h8D9G 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 pbGv\SF 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 :DFtH13qO 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 =h/61Bl3 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 S"@@BQ#mf 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Q 34-a"6)
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{&nDm$KTD ESuP ZB 应用示例详细内容 sc z8`%
y/"CWD/ i 仿真&结果 VgS2_TU J4?SC+\ 1. VirtualLab中SLM的仿真 2>m"CG nE4rB\ 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)。 (Vt5@25JW 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ?&POVf> 为优化计算加入一个旋转平面 DKG;up0 -$`q:j Pxgal4{6 8]WcW/1r ! 2. 参数:双凸球面透镜 c&"1Z/tR Sy^@v%P'A B.#-@ 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 a4",BDx 由于对称形状,前后焦距一致。 srH.$Y;~ 参数是对应波长532nm。 {T3wOi 透镜材料N-BK7。 w}
r mYQ 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 7Kti&T #_zj5B38E
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R[H#av ?]>;Wr 3. 结果:双凸球面透镜 %< Jj[F UL xgvq E/_n}$Z 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。 7+rroCr" 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 cpx:4R, 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 _SQ]\Z /L` +
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MgHO WoF 4. 参数:优化球面透镜 TU9$5l/;g UhSaqq R)%I9M, 然后,使用一个优化后的球面透镜。 `(~oZbErM 通过优化曲率半径获得最小波像差。 }jYVB|2 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 +SkfT4*U 透镜材料同样为N-BK7。 _"82W^W i >FL%H=] J$,bsMIX 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 I1JF2 "{c dRBWJ/ 1T
(1%A@4 HcHwvf6y 5. 结果:优化的球面透镜 r^,"OM] U+VyH4" #X0Y8:vj 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 OOzXA%<%c 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ;;Jx1Q 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。
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`|4k>5k LPkl16yZ 6. 参数:非球面透镜 l<yYfGO [f=Y*=u9, LVJn2t^ 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 I~,b ZA 非球面透镜材料同样为N-BK7。 <6C:\{eo 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 <BK?@Xy {6>$w/+~ 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ;+lsNf /$|-!e<5b\ ~g*5."-i
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ASWI 7. 结果:非球面透镜 [$Jsel<T= dHtEyF 5e&;f 生成期望的高帽光束形状。 A&X
XL~yH 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 NBA`@K~4 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 2h1P!4W85 dyl1~'K^
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Xi!e=5&Pa u"DE? 8. 总结 N: 5 N}am 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ]6,D9^{; e /L([ 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"a7myB+jX 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 jwheJG C4gzg 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。
CaV)F3 c~!ETwpHQ 扩展阅读 L),bPfz Ei89Ngp\} 扩展阅读 z</^qy 开始视频 -:Bgp*S - 光路图介绍 P|TM4i] 该应用示例相关文件: DkW^gt - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 M%7|7V<o)^ - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 aTs9lr:
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