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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) ux~=}{tz 应用示例简述 ?2q0[T?e 1. 系统细节 A
b+qLh&? 光源 mqbCa6>_S — 高斯激光束 ipE|)Ns 组件 KA>QW[HX — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 k t
|j]: — 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 yxi&80$ 探测器 fw5+eTQ^ — 视觉感知的仿真 ?6UjD5NkX — 高帽,转换效率,信噪比 Bus]OF>hu 建模/设计 RL[F 9g — 场追迹: > Edsanx 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 1je/l9L 6z]y
=J 2. 系统说明 R@#xPv4o% 2B^WZlx
3
2"f'{ kek/C`7 3. 建模&设计结果 {0% [930=rF* 不同真实傅里叶透镜的结果: .[+}nA,g%~ Lyz8DwZ
putRc??o; b7'l3m Qjk 4. 总结 \58bz<u" 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Dp4x\97O {|@}xrB 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^j2ve's: 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 fhyoSRLR: i'.D=o 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。 z]KJ4 AxeQv'e 应用示例详细内容 j#u{(W'r g W_E 系统参数 *sau['Ha x$t2Y<_ 1. 该应用实例的内容 e
tL?UF$ 7w]3D +43~4_Oj HCCq9us #;5Qd' 2. 仿真任务 X|&H2y|*7 zg'.f UZ 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。 ZpMv16 \ueCbfV!Z4 3. 参数:准直输入光源 f96`n+>xi A@Lr(L
|ICn/r~ [-i&)eX 4. 参数:SLM透射函数 )Gk?x$pY@ ,F*HZBNFZ
~d3@x\I? 5. 由理想系统到实际系统 ;nJ2i?" ^)GaVL^"5 P{BW^kAdH 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 8B]\;m 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 *]}F=dtR k 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 X
@pm !c# 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 :>Bk^" 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 z}B8&*>
3,`M\#z%K TvS<;0~K
+'+Nr< _n!>*A! 应用示例详细内容 hW9! sdiWQv 仿真&结果 8 R7w$3pp\ '9zKaL 1. VirtualLab中SLM的仿真 @'5*jXd wjZ Q.T! 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 XT*/aa-1' 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 e igVT4 为优化计算加入一个旋转平面 HG< z,gE
2 GN
Ewq$ B/qN1D]U. =
Ezg3$%- 2. 参数:双凸球面透镜 |(2#KMEWa MM*~X"A W}"tf
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首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 rNKeY48\ 由于对称形状,前后焦距一致。 h oM%|,0 参数是对应波长532nm。 /OB) \{- 透镜材料N-BK7。 r%WHYhD 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 n*' :,m k3e6y
2{Dnfl'k BOR$R}q
:-<30LS$ U1 *P 3. 结果:双凸球面透镜 JiO8EIM q*,HN(&l? rBU)@I pDG 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。 akPd#mf 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 :8`$BbV 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 FGie*t e==/+
KaS*LDzw US^%pd
2hso6Oy/v{ 4. 参数:优化球面透镜
zY@0R`{@p kP/<S<h,g GVu[X?q@| 然后,使用一个优化后的球面透镜。 D5({&.X[- 通过优化曲率半径获得最小波像差。 .fhfb\$ 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 D|<_96_m 透镜材料同样为N-BK7。 *GY8#Az 5Ma."?rW
}EHL
}Q 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 V2AsZc0U( __s'/6u
iR PE0 ^'du@XCf} 5. 结果:优化的球面透镜 V@s93kh (CH6Q]Wi_! r#_0_I1[ 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 !>ZBb\EyK 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Vr"'O6 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 a5O$he
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n@h$V\&\iM 4M|C>My 6. 参数:非球面透镜 0S4Y3bac& ahZ@4v ]B8iQr-! 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 }.U(Gxu$ 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Z+EZ</'(a 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ,'t&L] bG* l_ 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 "X._:||8
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*SI,K)BP UY,u-E" 7. 结果:非球面透镜 7mv([}Va Q%!xw( _8-1wx 生成期望的高帽光束形状。 59:kL<;S- 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 oa5L5Zr,A 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 {|j-e{* V4CA*FEA
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`('Up? _Gb7n5p 8. 总结 tj8o6N# 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 2$b1q!g< 8@rF~^-_ 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。
]SL+ZT 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 s(s_v ?k 9^ C6ZgNS 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 p14$XV P@n
rcgM. 扩展阅读 Rf>V]R $:-C9N29 扩展阅读 ^ yF
Wvfh4 开始视频 ?;(!(<{ - 光路图介绍 sT<h+[2d 该应用示例相关文件: &Q\k`0vzVB - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 $(OL#>9Ly - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Po\+zZjo
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