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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)  X$_z"t  
应用示例简述 yz%o?%@  
1. 系统细节 {G=|fgz  
 光源 "[CR5q9Pr  
— 高斯激光束  |  
 组件 Z jXn,W]~  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 T~d_?UAw$  
— 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 y!~ }7=  
 探测器 M4t:)!dji?  
— 视觉感知的仿真 )c.!3n/pb  
— 高帽,转换效率,信噪比 ~{t<g;F  
 建模/设计 3.Jk-:u %m  
— 场追迹: k%;oc$0G-3  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 t1!>EI`  
-e_pw,5c '  
2. 系统说明 D+Z2y1  
t*Z4&Sy^  
.Z@iz5  
ixB"6O  
3. 建模&设计结果 |[$ TT$Fb  
SjvSnb_3  
不同真实傅里叶透镜的结果: H4W!@"e  
$]J<^{v  
iz27yXHZ~  
V"KuwM  
4. 总结 {-hu""x>  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 9{-H/YS\_s  
".kH5(:  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 -.5R.~@  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 @CKMJ^#|  
g2YE^EKU~  
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。 ?JR?PW8  
/'bX}H(dq  
应用示例详细内容 ?:+p#&I  
x}uDW   
系统参数 =TA8]7S~U  
6U1_Wk?   
1. 该应用实例的内容 )c<[@ ::i  
&_'3(xIO  
 *1 *i5c  
Z5@E|O&  
s@*i  
2. 仿真任务 (Y  
&pH XSU  
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。 l=<},_]{  
=0>[-:Z  
3. 参数:准直输入光源 .qCI!%fg  
~NIqO4 D  
$]4o!Z  
RP9~n)h~b  
4. 参数:SLM透射函数 'T]Ok\  
-`1)yhS  
%]o/p_<  
5. 由理想系统到实际系统 Qa"4^s  
M`?ATmYy  
`~ h8D9G  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 pbG v\S F  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 :DFtH13qO  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 =h/61Bl3  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 S"@@BQ#mf  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Q 34-a"6)  
m[hHaX  
e]V7 7oc  
{&nDm$KTD  
ESuP ZB  
应用示例详细内容 sc z8 `%  
y/"CWD/i  
仿真&结果 VgS2_TU  
J4?SC+\  
1. VirtualLab中SLM的仿真 2>m"CG  
nE4rB\  
 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)。 (Vt5@25JW  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ?&POVf>  
 为优化计算加入一个旋转平面 DKG; up0  
-$`q:j  
Pxgal4{6  
8]WcW/1r !  
2. 参数:双凸球面透镜 c&"1Z/tR  
Sy^@v%P'A  
B. #-@  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 a4",BDx  
 由于对称形状,前后焦距一致。 srH.$Y;~  
 参数是对应波长532nm。 {T3wOi  
 透镜材料N-BK7。 w} r mYQ  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 7Kt i&T  
#_zj5B38E  
sfsK[c5bm  
G_xql_QR  
R[H#a v  
?]>;Wr  
3. 结果:双凸球面透镜 %< Jj[F  
ULxgvq  
E/_n}$Z  
 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。 7+rroCr"  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 cpx:4R,  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 _SQ]\Z  
/L` +  
S0;s 7X#c  
?Xq kf>  
MgH O WoF  
4. 参数:优化球面透镜 TU9$5l/;g  
UhSaqq  
R)%I9M,  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 `(~oZbErM  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 }jYVB|2  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 +SkfT4*U  
 透镜材料同样为N-BK7。 _"82W^Wi  
>FL%H=]  
J$,bsMIX  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 I1JF2" {c  
dRBWJ/ 1T  
(1%A@ 4  
HcHwvf6y  
5. 结果:优化的球面透镜  r^,"OM]  
U+ V yH4"  
#X0Y8:vj  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 OOzXA%<%c  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ;;Jx1Q  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 z!)@`?  
] m #*4  
`|4k>5k  
LPkl16yZ  
6. 参数:非球面透镜 l <yYfGO  
[f=Y*=u9,  
LVJn2t^  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 I~,bZA  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 <6C:\{eo  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 <BK?@Xy  
{6>$w/+~  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ;+lsNf  
/$|-!e<5b\  
~g*5."-i  
xn1, o MY=  
"1rT> ASWI  
7. 结果:非球面透镜 [$Jsel<T=  
dHtEyF  
5e&;f  
 生成期望的高帽光束形状。 A&X XL~yH  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 NBA`@K~4  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 2h1P!4W85  
dyl1~'K^  
[ic%ZoZ_  
Xi!e=5&Pa  
u"DE?  
8. 总结 N: 5 N}am  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ]6,D 9^{;  
e /L([  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 U"a7myB+jX  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 jwheJ G  
C4gzg  
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。 CaV)F3   
c~!ETwpHQ  
扩展阅读 L),bP fz  
Ei89Ngp\}  
扩展阅读 z</^qy  
 开始视频 -:Bgp*S  
-     光路图介绍 P|TM4i]  
 该应用示例相关文件: DkW^gt  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 M%7|7V<o)^  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
aTs9lr:  
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