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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) R*X2Z{n  
应用示例简述 mV,R0olF  
1. 系统细节 2An`{')  
 光源 Nj0)/)<r+  
— 高斯激光束 x/=j$oA  
 组件 to3J@:V8e  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 f[b YjIX  
— 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 Y9;Mey*oW  
 探测器 Q(UGwd1  
— 视觉感知的仿真 {0 ~0  
— 高帽,转换效率,信噪比 PAHlj,n)  
 建模/设计 ?^~"x.<nr  
— 场追迹: 8-:k@W  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 7g)3\C   
$hSZ@w|IF  
2. 系统说明 yf)`jPM1<  
>|)0Amt  
%z~U@Mka  
h '[vB^  
3. 建模&设计结果 }&DB5M  
QIK73^  
不同真实傅里叶透镜的结果: |8 bO5l:  
au|^V^m  
A+I&.\QAR  
zXZ'nJ5OGG  
4. 总结 M"^Vf{X^  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 gE&W6z0fJ  
1>w^ q`P  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 b`W*vduf  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 aMQjoamz  
abeSkWUL(  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 T-C#xmY(  
nud=uJ"(  
应用示例详细内容 >&QH{!(  
t i^v%+r1  
系统参数 )7GLS\uf<%  
c1kxKxE  
1. 该应用实例的内容 -fJ@R1]  
;9 ,mV(w  
O}_a3>1DY  
PgLS\_B  
j yRSEk$  
2. 仿真任务 QaWHz   
`QdQ?9x{F  
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。 M~Qj'VVL  
_sR9   
3. 参数:准直输入光源 K3:|Tc(  
t*d >eK`:N  
+xfW`[.{  
.l+~)$  
4. 参数:SLM透射函数 ?[VpN2*  
@GQ8q]N:<  
}{xN`pZ  
5. 由理想系统到实际系统 eQFb$C]R}y  
UIOEkQ\Wl  
8a`+h#  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 U`8 |9v  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 zLQ#GF  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 ouVjZF@kS  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 i*CQor6|z  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 6lmiMU&V  
wB>S\~i  
wD ],{y  
s`=/fvf.  
r1oku0o  
应用示例详细内容 w,Zx5bBg%  
oU0 h3  
仿真&结果 Pc)VK>.fc  
$iqi:vY  
1. VirtualLab中SLM的仿真 BKQIo)g.G  
*SkiFEoD  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ZSPgci  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 (+UmUx=  
 为优化计算加入一个旋转平面 oY%"2PW1B  
n<?SZ^X{,/  
}B"|z'u  
tyuk{* Me:  
2. 参数:双凸球面透镜 3X$Q,  
N(:nF5>_  
H 5U x.]y  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。  .3a:n\tY  
 由于对称形状,前后焦距一致。 LgP>u?]n  
 参数是对应波长532nm。 @1v3-n=  
 透镜材料N-BK7。 O:;OR'N9  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 [O7w =  
> X[|c"l.  
NTm<6Is`  
3+(yI 4  
T+;H#&  
Yz=h"Zr  
3. 结果:双凸球面透镜 j9URl$T:  
"mPSA Z  
w dGpt_  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 s]y-pZ  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 %'L].+$t  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 %1\v7Xw{9  
B;z;vrrL  
Y^R?Q'  
=`qRu  
nTys4 R  
4. 参数:优化球面透镜 5zNSEI"PY  
rH$eB/#F  
/a[V!<"R  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 nW|'l^&  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ;w`sz.  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ;OOj[%.  
 透镜材料同样为N-BK7。 t_dcV%=  
WI1T?.Gc   
i`[#W(m  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 R=-+YBw7/  
oL<BLr9>  
|7 &|>  
`"a? a5]k  
5. 结果:优化的球面透镜 C=N! z  
!1a}| !Zn  
2E$^_YT C  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 &Nc[$H7<  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 <7=&DpjI7F  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 (VgNb&Yo9  
[IiwNqZ[~  
\un sh^M  
A LXUaE.  
6. 参数:非球面透镜 Q_ctX|.  
P}HC(S1  
8r,9OM  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 `-VG ?J  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 i<%m Iq1L  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 0 _Q * E3  
-i#J[>=w{C  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 A9 U5,mOz  
,09DBxQq,  
^_@r.y]  
WtIMvk  
~gP7s_ qr{  
7. 结果:非球面透镜 R]Hz8 _X  
YWEYHr;%^?  
E W`W~h[  
 生成期望的高帽光束形状。 *oCxof9JA  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 P{?;T5ap6  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 (~h7rAEc  
dUIqDl  
5J  ySFG3  
wHf&R3fg  
)1WMlG  
8. 总结 ;_}~%-_ ~  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ~p:?QB>1]  
oz LH]*  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 le.anJAr  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 69>/@<   
IroPx#s:i  
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。 )i;un.  
V\0E=M*P  
扩展阅读 1I ""X]I_  
d PsLZ"I  
扩展阅读 D&/I1=\(  
 开始视频 ;`DD}j`  
-     光路图介绍 qe<Hfp/p  
 该应用示例相关文件: F>*{e  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 09'oz*v{#  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
K*1.'9/  
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