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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) +pY-- 5t  
应用示例简述 xO{$6M3-~  
1. 系统细节 ZZ324UuATX  
 光源 D$U`u[qjtS  
— 高斯激光束 x(+H1D\W   
 组件 IBz)3gj J  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 %PlA9@:IZ  
— 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 _J X>#h  
 探测器 4q)+nh~s  
— 视觉感知的仿真 ,92wW&2  
— 高帽,转换效率,信噪比 Q#5~"C  
 建模/设计 s# V>+mU  
— 场追迹: eL_Il.:  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ?Q~o<%U7  
[?55vYt  
2. 系统说明 x K ;#C  
Z</57w#-7  
KA? J:  
ctMH5"F&1  
3. 建模&设计结果 \IP 9EFA  
\YPv pUg  
不同真实傅里叶透镜的结果: /8wfI_P>M"  
i:|e#$x  
C@3UsD\s(  
yVe<+Z\7  
4. 总结 Om(Ir&0  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 oTg 'N  
_t>[gB,  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 E5yn,-GyE0  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。  a"D'QqtH  
?|Ey WAL  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 )fl+3!tq  
9p,PWA  
应用示例详细内容 CrB4%W:{  
_9y! ,ST  
系统参数 LSrKi$   
3qkPe_<I  
1. 该应用实例的内容 p$}/~5b}4  
Xc$Zkfmms  
@RHG@{x{K  
E:y^= Y  
V8rS~'{\  
2. 仿真任务 6^)eW+  
P)O:lYX  
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。 u\(>a  
av bup  
3. 参数:准直输入光源 c8Nl$|B  
Q<Qd*v&-  
+ryB*nT  
0),fY(D2T  
4. 参数:SLM透射函数 $Lz!04  
mD%IHzbn H  
 =>XjChM  
5. 由理想系统到实际系统 @0V4$OoFl  
85USMPF  
i>KgkRZL#  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 OAaLCpRp  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 eo~b]D  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 `Hqgahb{P  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ?2q0[T?e  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 UrO& K]Z  
-O\f y!  
dL~^C I  
~])Q[/=p  
&eb8k2S  
应用示例详细内容 `A#0If  
s4j]kH  
仿真&结果 CjEzsjqe<I  
qP-_xpu]R  
1. VirtualLab中SLM的仿真 4X!4S6JfB  
Wt.['`c<  
 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)。 u$FL(m4  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 y&/bp<Z  
 为优化计算加入一个旋转平面 i-9W8A  
r4d#;S9{o  
S f6%A  
Ezev ^O]   
2. 参数:双凸球面透镜 0oZZLi  
T[<554  
u@tH6k*cBz  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Ta$55K0  
 由于对称形状,前后焦距一致。  uAs!5h  
 参数是对应波长532nm。 H^dw=kS  
 透镜材料N-BK7。 y\,,hs  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 gjx-tp 1.  
U "r)C;5  
5gkQ6& m  
x3sX=jIW_  
x4h.WDT$  
L c )i  
3. 结果:双凸球面透镜 FzykC  
XMz*}B6GQ  
X"9N<)C  
 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。 6"NtVfui  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 <Mu T7x-  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 t/_\w"  
fg lN_  
L)4~:f)B  
u8t|!pMF8  
;kWWzg  
4. 参数:优化球面透镜 =k,?+h~  
E;9J7Q 4  
~2 nt33"  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 O hRf&5u$  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 "ZPgl 8  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 (5CgC <  
 透镜材料同样为N-BK7。 ]')y(_{  
59p'U/|  
aX zb]">  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 cucmn*o?  
_q}Cnp5  
`%^w-'  
Vf.*!`UH  
5. 结果:优化的球面透镜 Bp@\p)P(  
Onh R`  
c`&g.s@N\  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 .C &kWM&j  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 on"ENT  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 D?UURURf  
J"@X>n  
`'*4B_.  
Jw#7b[a  
6. 参数:非球面透镜 bBV03_*  
{'[VL;k  
KhP_U{)D  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 4[&&E7]EX  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 X y`2ux+>/  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Kv9FqrDj  
&}0QnO_mj  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 mq:WBSsV  
%O f w"W  
 zY7M]Az  
:WsHP\r  
B2*7H  
7. 结果:非球面透镜 wc~s:  
 (:o:_U  
.{ZJywE<  
 生成期望的高帽光束形状。 2+?W{yAEi  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 .o5K X*  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 xWqV~NnE  
isdNW l  
Slj U=,  
tIV{uVM[|D  
T8)X?>CIW  
8. 总结 + !" Y C  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 e M5-v-  
S8+l!$7   
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Fw{68ggk  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 a(*"r:/lD  
$tXW/  
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。 Qds:*]vGS  
N` $F>E,T%  
扩展阅读 r$-P  
p&u\gSo  
扩展阅读 );y ZyWDV  
 开始视频 `sIm&.d  
-     光路图介绍 sZxTsUW  
 该应用示例相关文件: K'e,9P{  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 9Iq<*\V 4  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
e==/+  
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