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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) s}&bJ"!Z  
应用示例简述 ?i\B^uB  
1. 系统细节 jcCoan  
 光源 R`Aj|C z  
— 高斯激光束 sGDV]~E  
 组件 #0I{.Wy]  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 fHrt+_Zn|  
— 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 D;GD<zC]  
 探测器 a^qNJ?R !  
— 视觉感知的仿真 sH,kW|D  
— 高帽,转换效率,信噪比 2s*#u<I  
 建模/设计 1PaUI#X"2F  
— 场追迹: ?71+ f{s  
 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)4la  
bo"%0 ?3n  
2. 系统说明 T[k4lM  
U;_[b"SW%  
3OyS8`  
`i ,_aFB|  
3. 建模&设计结果 \u-0v.+|  
r90+,aLM#?  
不同真实傅里叶透镜的结果: :qhpL-ER  
.Hhhi  
{",MCu_V  
4!62/df  
4. 总结 05Fz@31~  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 5F+APz7  
Mpue   
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 .@)mxC:\K9  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 5cr(S~Q;  
t22;87&|  
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。 3H\w2V  
QB!~Wh  
应用示例详细内容 qIUfPA=/_  
R;whW:Tx  
系统参数 Z0!5d<  
!  hd</_#  
1. 该应用实例的内容 qL$a c}`  
j!~l,::$"X  
KT|RF  
M4LP$N  
zQ?!f#f  
2. 仿真任务 `J<*9dq%  
@[<nQZw:  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 K`&oC8p  
kNqS8R|  
3. 参数:准直输入光源 qs\2Z@;  
CHd9l]Rbe  
{u{@ jp  
%V &n*3  
4. 参数:SLM透射函数 ~I/@i  
_EnwME {@  
r;9 r!$d  
5. 由理想系统到实际系统 |Z\R*b"  
>4Y3]6N0.F  
*b *G2f^  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 .M,RFC  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 I&?Qq k  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 &wd;EGGT!q  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 j.~!dh$mg  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 AWjJ{#W>9  
N#V.1<Y  
,y4I[[  
?7:KphFX)  
rrg96WD  
应用示例详细内容 waX>0e  
v}@xlB=  
仿真&结果 7*j (*  
K]/4qH$:  
1. VirtualLab中SLM的仿真 6-`|:[Q~  
HS'Vi9  
 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)。 -yxOBq  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 4v p  
 为优化计算加入一个旋转平面 `k(yZtb  
d\e7,"L*Q  
hLJM%on  
}(a+aHH  
2. 参数:双凸球面透镜 MRU7W4W-~/  
r|4t aV&  
*"9><lJ-!  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 fA'qd.{f^  
 由于对称形状,前后焦距一致。 "G >3QL+O|  
 参数是对应波长532nm。 ]# t6Jwk  
 透镜材料N-BK7。 EM>}0V  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Sxjub&=  
C]^H&  
t+oJV+@  
_%'},Xd.z  
 u66XN^  
k6`6Mjbc  
3. 结果:双凸球面透镜 '=][J_  
XC{eX&,2x  
3+ >G#W~  
 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。 1[_mEtM:]B  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 e1//4H::t  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 .CP& bJP%  
UR:aD_h  
0G!]=  
S"9zc ,]  
FP[!BUOf"  
4. 参数:优化球面透镜 cj11S>D  
a^,(v  
5s(1[(  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 P`r55@af4  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ]v+31vdf:O  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 >u9Nz0?j  
 透镜材料同样为N-BK7。 gGfoO[B  
hsu{eyp  
oyo(1 >  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 J>d.dq>r  
.`?@%{  
ETs>`#`6o  
1;<R#>&,*  
5. 结果:优化的球面透镜 mf'V)  
h gJ[LU|>  
6q 2_WX  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 -G6U$  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Ov<NsNX]  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 D7_*k%;@  
Z|}G6]h  
`~eUee3b.~  
|7x\m t  
6. 参数:非球面透镜 F5S@I;   
FLEo*9u>b  
/dnCwFXf  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 Haqm^Ky$  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 [9:9Ql_h  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 $.]l!cmi%Q  
S*yjee<@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 E!S 78 z:  
<$JaWL  
EqI(|bFwy  
cu+FM  
](|\whI  
7. 结果:非球面透镜 nB .G  
[` sL?&a  
R :B^  
 生成期望的高帽光束形状。 \l~*PG2  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 s.8{5jVG  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 r&FDEBh  
'] +Uu'a  
=hl}.p  
4[N^>qt =  
j&k6O1_  
8. 总结 8_N]e'WUh  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 F:aILx  
*?MGMhE  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ~g.$|^,.O/  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 IsR!'%Pu  
n?V+dC=F}  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 H= X|h)  
o=1X^,  
扩展阅读 QE7V. >J_p  
^Ox3XC  
扩展阅读 Pi|o`d  
 开始视频 9?k_y ZV  
-     光路图介绍 G z)NwD  
 该应用示例相关文件: W6Y@U$P#G  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 CD8}I85 K  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
RD.V'`n"  
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