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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) vKWi?}1  
应用示例简述 {]dG 9  
1. 系统细节 g9CedD%40  
 光源 "a9j2+9  
— 高斯激光束 }zxf~4 1  
 组件 /nsBUM[;  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 -%| ] d ;  
— 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 #%F-Xsk  
 探测器 ||fw!8E  
— 视觉感知的仿真 'HJ+)[0X*  
— 高帽,转换效率,信噪比 ycSGv4 )  
 建模/设计 !#~KSO}zW2  
— 场追迹:  Na@;F{  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。  JZ+6)R  
*rbgDaQ  
2. 系统说明 LT>_Y`5>  
d2V\T+=  
P{ 9wJ<  
O2?yI8|Jn  
3. 建模&设计结果 E_I-.o|  
$${3I4  
不同真实傅里叶透镜的结果: wVFa51a)yy  
~(-1mB,  
tzfyS#E  
e$_gOwB  
4. 总结 Ook\CK*nKe  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 U;TS7A3  
Nsq=1) <  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 uF1 4;  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Ly3!0P.<  
(n8?+GCa  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 \y%"tJ~N{  
\At~94  
应用示例详细内容 ,9}JPv4Z  
@ *~yVV!5  
系统参数 tu"-]^  
J%|;  
1. 该应用实例的内容 1LSJy*yY  
jnbR}a=fJ  
wr:W}Z@pL  
lR7;{zlSf'  
[W{|94q  
2. 仿真任务 ezbk@no  
7O k-T10  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 -?:8s v*X  
rqiH!R  
3. 参数:准直输入光源 j>?nL~{  
=,q/FY:  
J k`Jv;  
1%vE7a>{  
4. 参数:SLM透射函数 /Dd x[P5p=  
\p( 0H6  
H)E,([   
5. 由理想系统到实际系统 F.x7/;  
W`JI/  
TCzlu#w  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Ye4 &4t  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 R[6R)#o  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 : UH*Wft1  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 dc4XX5Z  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Z.Z31yF:f  
[h-NX  
jg'"?KSU~  
B8T5?bl  
mt0v (  
应用示例详细内容 %%n&z6w-  
87B$  
仿真&结果 *oIIcE4g7  
)'g4Ty  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ]AM*9!  
ZVJ6 {DS/  
 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)。 NX(IX6^y  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Gs|a$^V|o  
 为优化计算加入一个旋转平面 }id)~h_@  
YqXN|&  
 PBW_9&d  
H(- -hG5}  
2. 参数:双凸球面透镜 SJO*g&duQ  
| B$JX'_  
+/%4E %  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 il{x?#Wrb  
 由于对称形状,前后焦距一致。 pX3El$p  
 参数是对应波长532nm。 ,K6ODtw.  
 透镜材料N-BK7。 P| ?nx"c  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 AVU'rsXA  
i@WO>+iB  
y6sY?uu  
W^ask[46R  
X"g,QqDD  
R6>*n!*D@  
3. 结果:双凸球面透镜 [a$1{[|)  
9"1=um=  
WTt /y\'6  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 <?8cVLW} O  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 C'l\4ij)7  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 0L"uU3  
s/E9$*0  
F/p1?1M  
cw~GH  
m|+zMf&  
4. 参数:优化球面透镜 GO][`zZJ]  
jamai8  
p>pAU$k{O  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 ?H!&4o  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 M_75bU  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 "4smW>f:%  
 透镜材料同样为N-BK7。 93w$ck},?G  
4T&Jlu?:  
\B/( H)Cd*  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 SFsT^f<  
^H<VH  
hdM?Uoo(4a  
cY~lDLyB  
5. 结果:优化的球面透镜 >i61+uzEd+  
Ai)Q(]  
+{)V%"{u:  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 +'` ^ N  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 m]=G73jzO  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 &w%%^ +n |  
5KYR"-jY  
rHjR 4q  
!a5e{QG0  
6. 参数:非球面透镜 X)[QEq^  
=`gFwH<   
1 EV0Y]T1  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 kwt;pxp i  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 CFY4PuI"!  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 | 8n,|%e  
J/vcP  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 iqXsD gkr  
!:g\Fe]  
N *n?hN  
:J5CmU $  
ooYs0/,{  
7. 结果:非球面透镜 *nUa0Zg4q6  
/dVcNo3"  
hJJo+NNN  
 生成期望的高帽光束形状。 IifH=%2Y  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 5hiuBf<  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 h&{>4{  
3_ =:^Z  
UZc{ Av  
ue}lAW{q  
1g|6,J  
8. 总结 |qibO \_  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 {y:+rh&  
yucbEDO.  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 sWLH"'Z  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Dw2$#d  
w{ x=e  
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。 $4TawFf"nc  
P$;_YLr  
扩展阅读 04z2gAo  
GwlAEhP  
扩展阅读 oX1{~lDJl  
 开始视频 W}oAgUd  
-     光路图介绍 'P-FeN^  
 该应用示例相关文件: HmEU;UbO-  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 JvLa@E)  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
4\8k~ #  
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