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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) 3P C'P2  
应用示例简述 \`?l6'!  
1. 系统细节 F3/aq+<P[  
 光源 R[>fT}Lo  
— 高斯激光束 =s"_! 7  
 组件 H3T4v1o6  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ON~jt[  
— 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=q)kcuy5  
 探测器 w4Nm4To  
— 视觉感知的仿真 Ij>IL!  
— 高帽,转换效率,信噪比 Jvt| q5  
 建模/设计 4[t1"s~Wg  
— 场追迹: 1au1DvH  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 zrYhx!@  
`Y `Ujr\6  
2. 系统说明 _W]qV2j  
h32QEz-+  
6?n AO  
zg,?aAm  
3. 建模&设计结果 1wpT"5B  
cOa.]Kk  
不同真实傅里叶透镜的结果: 8/X#thG  
mZ sftby}  
_gZ8UZ)  
5tI4m#y2  
4. 总结 qQC<oR  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 p$dVGvM(  
4;@|tC|u  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 86!"b  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 t3!?F(&  
t b5k|  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 `HXP*Bp#  
lquY_lrri  
应用示例详细内容 i{zg{$U  
*'=JT#  
系统参数 cwi HHf>  
z6e)|*cA$  
1. 该应用实例的内容 WvVHSa4{  
ZzET8?8  
)2T1g~8  
&kh7|:{j  
"5*n(S{ks  
2. 仿真任务 6B 4Sd  
(u`[I4z`  
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。 \ZiZ X$  
@cNBY7=  
3. 参数:准直输入光源 cbvK;;  
ncS.~F  
[V'3/#Z  
^zn j J\  
4. 参数:SLM透射函数 "4N%I  
/rp.H'hC  
c]:sk[u  
5. 由理想系统到实际系统  hM   
g _fvbVX  
C 9IKX  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 1{\{'EP{  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 /5M@>A^?'  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 G!},jO*"  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 t/z]KdK P  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ?d`?Ss;v  
W70J2  
lN94 b3_W  
- Z?rx5V;t  
X51pRP $R  
应用示例详细内容 `c@KlL*!Q  
c`~aiC`l  
仿真&结果 o"D`_ER  
#W`>vd}  
1. VirtualLab中SLM的仿真 |0:&d w?*!  
Pnq[r2#]:  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 w$Lpuu n{  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 |@pJ]  
 为优化计算加入一个旋转平面 }5dYmny  
Y~]E6'Bz  
cF{5[?wS  
[AE-~+m)^  
2. 参数:双凸球面透镜 "<b~pfCOQk  
rQT@:$ )  
H|>dF)%pj  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 F[/Bp>P7  
 由于对称形状,前后焦距一致。 l{wHu(1  
 参数是对应波长532nm。 hPtSY'_@_  
 透镜材料N-BK7。 z:f[<`,GT  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 5_";EED  
wWm 1G)  
vU Bk oC2Q  
<(x[Qp/5P  
zp[Uh]-dMK  
UP=0>jjbn:  
3. 结果:双凸球面透镜 #I[tsly}  
`btw*{.[  
-E~pCN(E  
 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。 [G:wPp.y  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 $7~ k#_#PC  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ?,e7v.b  
` oN~  
hEAt4z0P  
_ +Ww1 f  
g[fCvWm#d  
4. 参数:优化球面透镜 J =o,: 3"  
g/ONr,l`-  
n1K"VjZk  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 E>~DlL%  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 O57n<J'6  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 gaBt;@?:Q  
 透镜材料同样为N-BK7。 [L h<k+  
vy W/f  
{>[,i`)  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 d U n+?  
vum6O 3  
Q#NXJvI  
B$A`-  
5. 结果:优化的球面透镜 $I&DAGV0  
/CX_@%m}e=  
1iBOf8  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 i/;Ql, gm  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 KK" uSC  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 jSVIO v:  
S'T&`"Mr  
WP-?C<Iw  
BeZr5I"`}  
6. 参数:非球面透镜 i-Ck:-J  
(Qmpz  
UD1R _bL}  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 Up?w >ly  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 EjLj5Z/q  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 "w ] Bq0  
$%!'c# F  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 E5"%-fAJ  
d`9% :2qE  
j4H]HGHv  
[#S[= %  
cLl=?^DB  
7. 结果:非球面透镜 .}gGtH,b3  
+[C(hhk("  
V+My]9ki  
 生成期望的高帽光束形状。 MKIX(r( |  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 dH"wYMNL  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 SQ7Ws u>T@  
-[A4B)  
%>^CD_[eO  
u*:B 9E  
 GZ.Xx  
8. 总结 ~/LO @  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 `l+{jrRb<  
TZ8:3ti  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 m'D_zb9+  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 -_&"Q4FR;+  
.Bxv|dji  
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。 \IB@*_G  
$<R\|_6J  
扩展阅读 Do-~-d4  
9m^"ca  
扩展阅读 le1  
 开始视频 @jb -u S  
-     光路图介绍 Wj0=cIb  
 该应用示例相关文件: i?" ~g!A  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 JL0>-kg  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
HD^Ou5YB  
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