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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!z5P" C(~  
应用示例简述 )NS& 1$  
1. 系统细节 e5fzV.'5  
 光源 :[7.YQ   
— 高斯激光束 #me'1/z  
 组件 W=T,hOyh<W  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 qW:\6aEG  
— 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 a,*~wmg  
 探测器 1\+d 5Q0  
— 视觉感知的仿真 "+J[7p}`@  
— 高帽,转换效率,信噪比 $WK~|+"{>  
 建模/设计 =qVD"Z]z  
— 场追迹: dz Z75  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 9dD;Z$x&Xk  
Kzgnh gc  
2. 系统说明 <',bqsg[  
/*5lO;!s{  
t.WWahNyY  
}N<> z  
3. 建模&设计结果 ]pP [0 S  
lVQy {`Ns  
不同真实傅里叶透镜的结果: O<?z\yBtS^  
itW~2#nJz  
u|]`gsFZ\  
2DTBL:?`  
4. 总结 p/!P kKJ  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 _ -/<bO  
rfS kQT  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 !o&b:7  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 OAXF=V F#  
1 ojy_  
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。 APBe 76'3)  
$q~:%pQv  
应用示例详细内容 /{d5$(Y"  
<i!7f26r  
系统参数 h\i>4^]X.  
N/&t) 7  
1. 该应用实例的内容 x#_0 6  
R3=]Av46  
B#U:6Ty  
-<tfbaA  
O}IRM|r"  
2. 仿真任务 NYcF]K}[  
I,xV&j+<  
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。 MKN],l N  
<^(g<B`>  
3. 参数:准直输入光源 S*-/#j  
!Yan}{A,  
ZeyA bo  
;K9rE3  
4. 参数:SLM透射函数 7xmif YC  
5E!G  
=whYo?cE(  
5. 由理想系统到实际系统 ;<=B I!  
c _v;"QZ  
b];p/V# <  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 b:w {7  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 otgU6S7F  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 CUR70[pB)  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 PHh&@:  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 C{8d^SCA"  
!w9w{dtW=  
^ |^Q(  
a5AD$bP  
a!US:^}lu  
应用示例详细内容 'sCj|=y2Qc  
ZRd,V~iz  
仿真&结果 n rpxZA  
&m>sGCZ  
1. VirtualLab中SLM的仿真 oHbG-p  
+=/FKzT<  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 J!GWP:b3  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 f2y:K6$'l*  
 为优化计算加入一个旋转平面 "/zIsn7  
`bdCom  
EhOy<f[4W  
dlx "L%  
2. 参数:双凸球面透镜 -3fzDxD  
>;A7mi/  
kCu"G  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 yLI)bn!"  
 由于对称形状,前后焦距一致。 TvzqJ=  
 参数是对应波长532nm。 18AKM  
 透镜材料N-BK7。 M;{btu^a  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ,L"1Ah  
cN5,\I.  
zNs8yMnFr  
!Deg!f\g  
`bJ+r)+5  
X. =%  
3. 结果:双凸球面透镜 ,/=Fm  
Jmp%%^  
v{Rj,Ou  
 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。 x dT1jI  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 H7 xyK  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 K6=i\   
V u/{Hr  
GYX/G>-r  
Sl8A=Ez  
;e>pu"#  
4. 参数:优化球面透镜 k-$5H~(PZ  
\!erP!$x .  
QD6in>+B@  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 tR,&|?0  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 S<f]Y4A&  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 \D9J!K82  
 透镜材料同样为N-BK7。 PE IUKlX  
r{V=)h  
q;^Q1[Ari  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 +ti_?gfx  
Eu4-=2!4  
Lad8C  
xb2xl.2x!  
5. 结果:优化的球面透镜 fq@r6\TI  
,co~@a@9  
J 8z|ua  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 pQGlg[i2/  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 zT\nj&7  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 6`tc]a"#Zb  
x.+r.cAXH  
< )dqv0=  
U.fL uKt  
6. 参数:非球面透镜 *?2aIz"  
yh  
m~[4eH,  
 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/Z0<l7  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 UP18?uM  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 rjFIK`_w  
n#2tFuPE  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 k$kOp *X  
A &d67,&B  
MY8[)<q"  
lo1<t<w`  
xppl6v(  
7. 结果:非球面透镜 X 5.%e&`  
=RA8^wI  
* LaL('.>  
 生成期望的高帽光束形状。 PQu_]cXI  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Bb,l.w  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 pk%%}tP<  
kB2]Z}   
#2/2X v  
d@$]/=%  
&V`~ z e  
8. 总结 BHNcE*U}@?  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 x1@`\r#0  
}T)0:DF1,  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ! sN~w  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 %kHeU=  
$ ?HOke  
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。 LU-,B?1  
DOsQVdH  
扩展阅读 Y<]A 5cm  
$QNII+o  
扩展阅读 E*sQ|" g  
 开始视频 dR9[K4`p/  
-     光路图介绍 Smt&/~7D%  
 该应用示例相关文件: ?tA<:.<vtY  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Y"n$d0%  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
7f$ hg8  
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