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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) PV-B<Y  
应用示例简述 n&8SB'-r  
1. 系统细节 M:oZk&cs  
 光源 ~YXkAS:  
— 高斯激光束 ;Qidf}:  
 组件 !ezy  v`  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 4jW <*jM  
— 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 ,3W,M=j)  
 探测器  NG?g(  
— 视觉感知的仿真 xXCsJ9]  
— 高帽,转换效率,信噪比 r |2{( +  
 建模/设计 7=a e^GKo  
— 场追迹: ;<#=|eD2  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 !UHX? <3r  
t c{Qd&"(  
2. 系统说明 ) .W0}  
cXK.^@du  
fDAT#nlyp  
lqvP Dz  
3. 建模&设计结果 0B"_St}3D  
wI?AZd;`'  
不同真实傅里叶透镜的结果: 9>;CvR  
} wx(P3BHD  
DS;.)P"  
7h`t-6<!q  
4. 总结 " Rn@yZV  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 .M0pb^M  
De<i 8/^=  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 `E |>K\  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 %`lLX/4~  
.dj}y jd]f  
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。 7{38g  
!{vZvy"  
应用示例详细内容 r`e6B!p  
U5[r&Y D  
系统参数 a0 's6C  
ysFp$!9Ux  
1. 该应用实例的内容 %- Ga  ^[  
=.qPjp_Qd  
O$X^Ea7~  
@/xdWN!,  
u/%Z0`X  
2. 仿真任务 Lm+E?Ca  
Z<'iT%6+r  
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。 iYGa4@/uM  
/!U(/  
3. 参数:准直输入光源 dRUmC H  
L;fz7?_j  
Z8Tb43?  
@XVx{t;g2  
4. 参数:SLM透射函数 ?O0,)hro  
@]L$eOV_  
(^m~UN2@~m  
5. 由理想系统到实际系统 NRI[|  
s\(@f4p  
% -.V6}V  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ,My'_"S?  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 f'Rq#b@  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 'l3 DP  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 QV -ZP'e^  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 j{@li1W@  
1";s #Jq  
ES)_X:\X?V  
zuF]E+  
OX[r\  
应用示例详细内容 RY\ 0dv>  
K14v6d  
仿真&结果 DIgur}q)@  
~|ha9 1  
1. VirtualLab中SLM的仿真 k<RaC=   
tUGF8?& G  
 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)。 ]2_=(N\Kt  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 4D6LP*  
 为优化计算加入一个旋转平面 Yw\lNhoPS  
@ ZN@EOM$+  
lInf,Q7W  
9 $^b^It  
2. 参数:双凸球面透镜 O 2/_$i[F  
~6{U^3  
}/jWa |)f  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 sVe<l mL  
 由于对称形状,前后焦距一致。 WsT   
 参数是对应波长532nm。 >|mZu)HIY;  
 透镜材料N-BK7。 8&CQx*  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 n^<J@uC  
v3wq-  
6cOlY= bn  
CW FE{  
(/ -90u  
N9~'\O$'7  
3. 结果:双凸球面透镜 KLjvPT\  
E0.o/3Gw6  
BC#O.93`  
 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。 H!|g?"C  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 o* e'D7  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。  hRqr  
spWo{  
5=1Ml50  
'f8'|o)  
^b 3nEcQn  
4. 参数:优化球面透镜 L0Ajj=  
:es=T`("A8  
li0)<("/  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 B &3sV+  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 o3:BH@@  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 >` u8(  
 透镜材料同样为N-BK7。 ,o}CBB! k  
]1M Z:]k  
u"8KH u5C@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ; O ~%y'  
'=J|IN7WT  
E`]un.  
 j}w  
5. 结果:优化的球面透镜 qKE+,g'  
%CqG/ol  
M|R\[ Zf  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 V6B[eV$D  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 )~IOsTjI  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 w|4CBll  
;@O8y\@  
T "#DhEM  
!e+Sa{X  
6. 参数:非球面透镜 @\+UTkl8  
l9 n$cv^  
r4fd@<=g  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 Oq(FV[N7t  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 JURg=r]LI  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 |)mUO:*  
=E:sEw2j  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 #A:^XAU1Z@  
9f CU+s  
}4Q3S1|U  
=@nW;PUZ  
/K;AbE  
7. 结果:非球面透镜 SQN{/")T  
|w-s{L3@+  
IvI;Q0E-3  
 生成期望的高帽光束形状。 YVk +zt~S  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 p*JP='p  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 F5{GMn;j  
AP9\]qZ(7  
(e9hp2m  
7w\!3pv  
5G z~,_  
8. 总结 ^}kYJvqA  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Vkqfs4t  
aw7pr464  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 $>Gf;k  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 #t VGqf  
@;[.#hK  
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。 YL[y3&K  
r)<n)eXeD  
扩展阅读 f%REN3=5K  
o Y<vKs^  
扩展阅读 'NnmLM(oh  
 开始视频 / $'M  
-     光路图介绍 =g=Vv"B_  
 该应用示例相关文件: @2\UjEo~  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 3>z+3!I z  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
Tn$| Xa+:s  
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