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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) ;%_fQNFb  
应用示例简述 IU8/B+hM~  
1. 系统细节 xsPE UK&g  
 光源 _djr>C=H"  
— 高斯激光束 &{Zt(%\ '  
 组件 YtzB/q8I  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 fJb<<6C  
— 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 B|~tW21  
 探测器 .%D9leiRe  
— 视觉感知的仿真 ){PL6|5x  
— 高帽,转换效率,信噪比 us2X:X)  
 建模/设计 Tq r]5  
— 场追迹: 2&f] v`|M|  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 SOq{`~,4B  
}w0>mA0=H  
2. 系统说明 cZ@z]LY.g  
thYG1Cs  
f#s /Ycp+  
/$ -^k[%  
3. 建模&设计结果 dA`.  
o Q!56\R  
不同真实傅里叶透镜的结果: N6"b Ox J(  
aIrQ=}  
\BV$p2m5-  
NDJIaX:]  
4. 总结 P,2FH2Eyj  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 TsPx"+>7`  
`kn 'RZR  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 L"w% ew  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 GWNLET  
_Ra$"j  
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。 8E m X  
;\F3~rl  
应用示例详细内容 lzQmD/i*  
BI'}  
系统参数 om`x"x&6  
}/ p>DMN  
1. 该应用实例的内容 T ~9)0A"]  
{&2a H> V/  
_B@=fY(g!  
7IrbwAGZ3  
/B $9B  
2. 仿真任务 K0|8h!WF+  
%_rdO(   
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。 h&$7^P  
dE<}X7J%  
3. 参数:准直输入光源 ^ |k 7g  
 k3[%pS  
G@YX8!w U  
:x36^{7  
4. 参数:SLM透射函数 Xknp*(9  
dM%#DN8 l  
'[E|3K5d  
5. 由理想系统到实际系统 7oPLO(0L  
u&q RK>wLa  
f^P:eBgpx  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 LciSQ R!  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 $\S;f"IM.  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 SLzxF uV  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 j.? '*?P  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 6qW/Td|g  
o"^+i#H!  
zYCrfr  
3?x4+ b  
s*"Yi~  
应用示例详细内容 3#{{+5G  
cs'ylGH  
仿真&结果 ' }G! D  
"pP5;*^f  
1. VirtualLab中SLM的仿真 NQ7 j{dJ?  
T=/GFg'  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 YL(7l|^!  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 2E V M*^A  
 为优化计算加入一个旋转平面 K4]42#  
ikr|P&e#u  
8db J'  
X6+2~'*t  
2. 参数:双凸球面透镜 WD wW`  
jwm2ZJW  
f s8nYgv|Q  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 _R&}CP  
 由于对称形状,前后焦距一致。 x$Gu)S  
 参数是对应波长532nm。 :)!X%2 _  
 透镜材料N-BK7。 mcbr3P  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 K k 5 vC{  
Y,-?oBY  
W/z\j/Rgc  
X bF;  
ttEQgkd`  
tTWeOAF  
3. 结果:双凸球面透镜 fZoV\a6Kj  
Irk@#,{<  
=5NM =K  
 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。 {fkW0VB;  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 xM ]IU <  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 bU`Ih# q  
z93HTy9  
jy=dB-&  
Yzr RnVr  
:}r^sD  
4. 参数:优化球面透镜 z^+`S:  
/u9Md3q*'  
x/nlIoT  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 NGl/F{<  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ]ne&`uO  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 /:]`TlAb,  
 透镜材料同样为N-BK7。 '4gi*8Y  
|aH;@V  
RX-qL,dc  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Yg 8AMi  
`;[ j`v8O  
]X:{y&g(  
Wa#!O$u  
5. 结果:优化的球面透镜 X#l]%IrW!  
Z]$RO  
# 2As-9  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 .#"O VI]#  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 zYf `o0U  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 i^c  
]~my<3j}or  
@(XX68  
+ y!B`'J  
6. 参数:非球面透镜 \Mk;Y  
!V~`e9[rl  
8 *@knkJ  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 (*63G4Nz\  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 >>lT-w  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 _ Je k;N  
q 6Q;9,  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 <ex,@{n4  
$gi{)'z  
U#oe8(?#  
#q{i<E 07  
P8DT2|Z6f]  
7. 结果:非球面透镜 2ql7*g?Uq@  
jEQr{X7bEL  
z/bJDSQ  
 生成期望的高帽光束形状。 9/$D&tRN  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ei 1(A  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Ndj9B|s_  
%N\pfZ2\  
m?;aTSa  
/1X0h  
".&x`C  
8. 总结 ygm4Aj>  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 te ?R(&  
%G9: M;|'  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 yteJHaq  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Hu$]V*rAG  
&*TwEN^h  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ?}*A/-Hx0U  
S[fzy$">  
扩展阅读 8+Lig  
8Rq+eOP=S  
扩展阅读 h,Y MR3:X  
 开始视频 'U<-w$!f+^  
-     光路图介绍 8" Z!: =A  
 该应用示例相关文件: O@U[S.IK  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 7&G[mOx0  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
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