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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) lm8<0*;,  
应用示例简述 9w<k1j  
1. 系统细节 ^S:I38gR#q  
 光源 H<Zs2DP`  
— 高斯激光束 U]Fnf?(  
 组件 R:y u  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 &;[0.:;  
— 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 Tffdm  
 探测器 MZt&HbD-  
— 视觉感知的仿真 NKYHJf2?x  
— 高帽,转换效率,信噪比 +7Qj%x\  
 建模/设计 @4wN-T+1  
— 场追迹: 7&2CLh  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Lpk`qJ  
T^@P.zX  
2. 系统说明 m }\L i]  
D26A%[^O  
/t04}+,e ^  
,-)ww:  
3. 建模&设计结果 vPsf{[Kr  
to#T+d.(v  
不同真实傅里叶透镜的结果: n==+NL  
oF.H?lG7`  
jN%+)Kj0C)  
15cgmZsS  
4. 总结 "v+%F  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 +IM6 GeH  
$ItPUYi";  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 98%6Z8AS6U  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 -O6\!Wo=-  
* oru;=D@8  
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。 E#`JH  
hQ Lh}}B  
应用示例详细内容 70E@h=oQ  
Dl_SEf6b  
系统参数 CW@G(R  
@,SN8K0T  
1. 该应用实例的内容 h<FEe~  
vW03nt86  
<Q?_],ip  
Iq(;?_  
N4wMAT:h  
2. 仿真任务 $F~hL?"?  
(Ek=0;Cr  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 6EkD(w  
5YgUk[J  
3. 参数:准直输入光源 b* o,re)Dj  
K9Bi2/N  
uH8`ipX  
YbE1yOJ&m  
4. 参数:SLM透射函数 "dBCS  
AK5$>Pkvk  
9p9-tJfH.  
5. 由理想系统到实际系统 `L?9-)m<f  
Q)Zk UmW  
x^JjoI2vf  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 W'M\DKJ?  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 D(gpF85t  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 0%5x&vx'S  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 -~imxPmZ  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 g bwg3$!9  
me/ae{  
( ?pn2- Ip  
.X(ocs$}  
_Rnq5y  
应用示例详细内容 parC~)b_  
]<\; -i)  
仿真&结果 0-w^y<\  
^9I^A!w=  
1. VirtualLab中SLM的仿真 "ktC1y1  
Ue0Q| h  
 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)。 k0R;1lZ0n  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 R7!^ M  
 为优化计算加入一个旋转平面 <jRs/?1R  
Y&_1U/}h  
O5p]E7/e  
P1m PC  
2. 参数:双凸球面透镜 AAt<{  
?#X`Eu  
#] 5|Qhrr+  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Ig6>+Mw  
 由于对称形状,前后焦距一致。 jZ>'q/  
 参数是对应波长532nm。 ICgyCsZ,  
 透镜材料N-BK7。 ^NTOZ0x~#  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 |d1%N'Ll  
$MG. I[h  
0yxMIX  
U-EX)S^T[{  
ywV8s|o  
#Rdq^TGMi;  
3. 结果:双凸球面透镜 c=p@l<)  
 Cz_chK4  
{1 94u %'  
 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。 lYu1m  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 '2%/h4jY  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ~f2zMTI|  
\HOOWaapN  
& xqr&(o  
V ;)q?ZHg  
R`:NUGR  
4. 参数:优化球面透镜 0|:Ic,  
oa?eK  
_k@{> ?(a  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 W+~ w  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ^9UF Pij"  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 *<!W k\  
 透镜材料同样为N-BK7。 xW,(d5RtZ  
VBssn]w  
pstQithS  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 5Ffz^;i  
EhybaRy;C  
X?.bE!3=  
$E4W{ad2jW  
5. 结果:优化的球面透镜 QW f)5S  
0\jOg  
Tf"DpA!_  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 [lA[w Cw  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 5@Q4[+5&_  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %f&(U/  
L/GM~*Xp(O  
<5(8LMF  
:u{0M&  
6. 参数:非球面透镜 iEki<e/  
|7/B20  
@X/S h:  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 Rhx7eU#&  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 *ftJ(  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 E!VAA=  
vd /_`l.D  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ('uYA&9  
]+ ':=&+:  
RQU5T 2,  
5! Z+2Cu]  
.tN)H1.:B  
7. 结果:非球面透镜 ojVpw4y.  
0mj=\j  
H8K<.RY  
 生成期望的高帽光束形状。 :<&}/r  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 X{#@ :z$  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 %1VMwqC]E  
d!KX.K\NM,  
D-3/?"n  
>W'SG3Hmc  
fsjA7)/  
8. 总结 hDlk! #*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \Zf&&7v  
31>k3IP&  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 0uU%jN$  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 [l#WS  
E}@8sY L  
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。 C3@.75-E  
@?B=8VHR  
扩展阅读 {C]M]b*F6(  
;wQWt_OtuJ  
扩展阅读 }aNiO85  
 开始视频 ZVp\ 5V*  
-     光路图介绍 0!vC0T[  
 该应用示例相关文件: N^ D/}n  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 z{#F9'\&  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
uaPBM<  
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