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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) .66_g@1  
应用示例简述 &@&0n)VTd  
1. 系统细节 06r-@iY.]  
 光源 ZvSWIQ6  
— 高斯激光束 Pr>Pxsr&  
 组件 pz uR H1[  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 q8Z,XfF^S  
— 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 czp .q  
 探测器 *'BA# /@  
— 视觉感知的仿真 !}+rg2  
— 高帽,转换效率,信噪比 /a'cP  
 建模/设计 et-<ib<lY  
— 场追迹: ";>>{lYA.  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Iz^lED  
H.H$5(?O  
2. 系统说明 U"0Ts!CABA  
6`V2-zv$  
$$GmundqB  
X~#jx(0_  
3. 建模&设计结果 cW|M4`  
~ "IjT'W3  
不同真实傅里叶透镜的结果: <D1>;C  
_7^4sR8=  
0/g 0=dW=  
0}:wM':G  
4. 总结 A/xo'G  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 l&2}/A  
'IykIf  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 uyfH;9L5$  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 `H#G/zOr  
(mvzGXNz4  
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。 ~?BN4ptc  
CSBk  
应用示例详细内容 vT&xM  
s .xJ},E9  
系统参数 L FncY(b  
@71n{9  
1. 该应用实例的内容 ;FI"N@z  
|J_kS90=  
"=/YPw^0  
MU-T>S4  
!K0:0:  
2. 仿真任务 3r]m8Hp  
8}A+{xVp8  
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。 `'gadCTb=  
K9@F1ccQ/  
3. 参数:准直输入光源 xi!CZNz  
>bo_  
XXe?@w2{  
I8%2tLVY  
4. 参数:SLM透射函数 [!Jd.zm  
qa!3lb_'M  
 HuCzXl  
5. 由理想系统到实际系统 );~JyoDo  
;<?mMi@<E  
j1sZRl)D  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 LKx<hl$O  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 b-Q%c xJ  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 %~$P.Zh  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 6(9S'~*'R  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 o;#9$j7QP!  
ux 7^PTgcO  
8=!BtMd"  
._$tNGI4  
6(FkcC$G  
应用示例详细内容 {~lVe GBp  
,{tK{XpS  
仿真&结果 <$8`]e?I  
=HGC<#  
1. VirtualLab中SLM的仿真 7[)IP:I>  
4)zHkN+  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 a'U}.w}  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 y!,Ly_x$@  
 为优化计算加入一个旋转平面 &.ENcEic  
{okx*]PIc  
K< ;I*cAX  
p}r1@L s  
2. 参数:双凸球面透镜 3a_=e B  
$XOs(>~"r  
!i`HjV0wS  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 \*(A1Vk  
 由于对称形状,前后焦距一致。 x'c%w:  
 参数是对应波长532nm。 @Ft\~ +}  
 透镜材料N-BK7。 5,;>b^gXY`  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 bIR&e E  
LZ ?z5U:  
.h0@Vs  
*T+Bjj;w  
xlW`4\ Pa  
=[7[F)I~O  
3. 结果:双凸球面透镜 VXM5 B  
6~t;&)6J  
C1V@\mRi  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 >3v j<v}m  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 [nx OGa2  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 [lmghI!  
VD,p<u{r  
S>! YBzm&X  
?hXeZB+b4  
Xqz\%&G  
4. 参数:优化球面透镜 feI%QnK)U  
[i&EUvo  
Ui^~A  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 ,/XeG`vk  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 }r+(Z.BHM  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 `~0^fSww  
 透镜材料同样为N-BK7。 h}T+M BA%  
!b=jD;<  
g ss 3e&  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3[RP:W@%  
x+=Ko  
n[mVwQ(%  
'#;%=+=;  
5. 结果:优化的球面透镜 cg]\R1Gm  
7;w x,7CUq  
%YH+=b:uW  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 b%TS37`^[  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 _gGI&0(VM  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 EGY'a*]cU  
TN+iv8sT  
?3 #W7sF  
>`3wEJ"<  
6. 参数:非球面透镜 1;U `e4"  
qId-v =L  
U@6bH@v5  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 g?}$"=B   
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 na5:)j4<  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 `2B,+ytW8  
v}Gpw6   
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 HkP')= sa  
y,i ~w |4  
:FUefW m  
w[WyT`6h!  
|9 Gng`)  
7. 结果:非球面透镜 ^"U-\cx  
tm"9`   
BotGPk><c  
 生成期望的高帽光束形状。  *b$8O  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。  /z0X  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 =)2sehU/  
5Oa`1?C1  
9(\eL9^  
"<#-#j  
pq3W.7z;b  
8. 总结 FR7DuH/f)  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 <;O -N=  
Y`O"+Jr  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 *Y4[YnkPE  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 9L`5r$/  
Rr9K1io$)  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 {c7ZA%T~R  
dTE(+M- Gr  
扩展阅读 @y|ZXPC#  
zQ&k$l9  
扩展阅读 ?)Psf/  
 开始视频 xla64Qld  
-     光路图介绍 +*O$]Hh  
 该应用示例相关文件: hPb erc2  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 %gd {u\h^  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
];3]/b)&  
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