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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) i"U<=~  
应用示例简述 /dt'iai~l  
1. 系统细节 *r]Mn~3  
 光源 )uIH onXU  
— 高斯激光束 Mv^G%zg2  
 组件 32ae? d  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 (y{nD~k  
— 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 +jpC%o}C  
 探测器 C*fSPdg?  
— 视觉感知的仿真  gC}D0l[  
— 高帽,转换效率,信噪比 m1(cN%DBd  
 建模/设计 )./.rtP|4  
— 场追迹: (8/Qt\3jv  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 9dXtugp|  
{ei,>5K  
2. 系统说明 #3o]Qo[Sc  
*,=WaODO%  
2e @zd\  
%xWscA%^u  
3. 建模&设计结果 {|Pz9a- :  
KV$J*B Y  
不同真实傅里叶透镜的结果: 0kB!EJ<OdG  
9Ucn 6[W  
>J[Wd<~t  
!rMl" Y[  
4. 总结 ^>fjURR  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 9#AsSbBpf  
%<Q?|}  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ET7(n0*P}]  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 |.zotEh  
:,^pLAt  
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。 M1f ^Lx  
&]2z)&a  
应用示例详细内容 d.3O1TXK  
[ZP8l'?  
系统参数 `kP (2b  
gB?~!J?  
1. 该应用实例的内容  T8i9  
F+@E6I'g  
hp E?  
buhn~ c  
~4~-^ t  
2. 仿真任务 y'<juaw  
$I7/FZP  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 * QF3l0&  
*L9s7RR  
3. 参数:准直输入光源 icf[.  
Eqg(U0k0  
/WVnyz0  
M_2[Wypw  
4. 参数:SLM透射函数 rwlV\BU  
t_q`wKDE  
`1NxS35u  
5. 由理想系统到实际系统 "kKIVlC  
_F *(" o  
*My?l75  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Qj? G KO  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 r'p;Nj.  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 WRJ+l_81  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。  S< <xlW  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 gnoV>ON0  
%3i/PIN  
_gY so]S^B  
h@72eav3+  
?'K}bmdt}.  
应用示例详细内容 6$>m s6g%  
QK\QvU2y  
仿真&结果 KLXv?4!  
Wx&AY"J  
1. VirtualLab中SLM的仿真 )Xa`LG =|  
'f<0&Ci8  
 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)。 9jiZtwRpk  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 i_4FxC4  
 为优化计算加入一个旋转平面 XQ<2(}]4  
I C9:&C[  
2F3IC  
>Ge&v'~_|  
2. 参数:双凸球面透镜 LS?hb)7  
%#NaM\=8v  
vhEPk2wD,  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ~\K+)(\SNp  
 由于对称形状,前后焦距一致。 WZRrqrjq  
 参数是对应波长532nm。 f3-=?Z  
 透镜材料N-BK7。 Q/iaxY#  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 TeQWrm s  
TD,W*(b  
A $W,#`E  
]?^m;~MQZ  
q:-8W[_  
&:8a[C2=  
3. 结果:双凸球面透镜 xrO:Y!C?  
WB5[!  
!5 %c`4  
 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。 G3 #c  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 #:{PAt  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 D<}KTyG]  
HPp Kti7g  
Qm,|'y:Tg  
j0o_``  
+"T?.,  
4. 参数:优化球面透镜 hti)<#f  
R#Id"O  
'HkV_d[li  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 UBi0 /  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 (C,PGjd  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 &~G>pvZ  
 透镜材料同样为N-BK7。 9pStArF?F0  
+WK!}xZR  
w^NE`4 -  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 sju. `f>-r  
$PstThM  
LwkZ(Tt  
,S:LhgSP  
5. 结果:优化的球面透镜 #=5/D@  
>I8R[@  
z`xdRe{QP  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 Jp xJZJ  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 (5;w^E9*n;  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %Ox*?l _  
yFshV\   
Dx/?0F7V  
S*IF/ fu  
6. 参数:非球面透镜 %IW=[D6Tg  
i=.zkIjSh  
 EP'2'51  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 2ME3=C  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 <:2El9l!  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 L/"XIMI*Xg  
b(I-0<  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 W7S`+Pq  
pqBd#  
VW I{ wC  
?^Q!=W<7  
bB->\  
7. 结果:非球面透镜 D^]7/w:$-  
5<GC  
hoD (G X  
 生成期望的高帽光束形状。 YbND2 i  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 +tkDT@ `  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 0j7W\'!t  
35?et-=w  
H.hF`n  
/d&zE|!  
^9%G7J:vGO  
8. 总结 vtKQvQ  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 81O`#DfZ  
MVs@~=  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ZC@ 33Q(  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ly7\H3  
0hn N>?  
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。 !<Ma9%uC{  
93$'PwWgiF  
扩展阅读 Q.>@w<[!L  
Waj6.PCFm  
扩展阅读 3E$M{l  
 开始视频 xqs{d&W  
-     光路图介绍 3~ ;LNi  
 该应用示例相关文件: P B_ +:S^8  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Kp'_lKW)]q  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
k(pI5N}pJZ  
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