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2023-03-29 08:44 |
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) czp .q 应用示例简述 f\/'Fy0 1. 系统细节 @0v%5@ 光源 H0 %;t — 高斯激光束 AJ%x" 组件 "3\C;B6I — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 q.GA\o — 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 -C 探测器 @ xBw' — 视觉感知的仿真 3Mlwq'pzD — 高帽,转换效率,信噪比 jdEqa$CXG 建模/设计 OS.oknzZZ — 场追迹: "&@v[O)!xu 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 jf|5}5kSlf 0}:wM':G 2. 系统说明 A/xo'G $@R[$/
Ie<`WU K 9^AfT>b~f 3. 建模&设计结果 0=,vdT 4!3mS WNV 不同真实傅里叶透镜的结果: Z:e|~# 3P&K<M#\
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J(]ew G\I DgPj` 4. 总结 5Vj t!%?r 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 X-mhz3Q&a }2 X" 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 =ghN)[AZV 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 #xlT,:_:) f(}AdW}? 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。 jQ 'r};; /HiRbwQK# 应用示例详细内容 1~|o@CO ~Wox"h}( 系统参数 ]-7$wVQ< <q dM 1. 该应用实例的内容 I8%2tLVY r^2>60q'
HuCzXl VEtdp*ot jH4'jB 2. 仿真任务 b-Q%cxJ b;AGw3SF 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 N-~Uu6zr }CoR$K 3. 参数:准直输入光源 :K#z~#n p3N/"t&>
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jz^Q ~Ip-@c}'j 4. 参数:SLM透射函数 wE4:$+R}; "B^c
$^ wqoW%t 5. 由理想系统到实际系统 Z fQzA}QD pm.Zc'23
X:ck 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 :MIJfr>z 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 RF,[1O-\O 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 e{*-_j"I 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ROv(O;.Ty 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Yr\pgK,
Vo@gxC, 3b#eB
."u-5r<O 2^\67@9 应用示例详细内容 ZYi."^l tE~OWjL 仿真&结果 W'B=H1 p#yq 'kY 1. VirtualLab中SLM的仿真 >Fzs%]M L7}dvdtZ0 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 VD,p<u{r 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 S>!
YBzm&X 为优化计算加入一个旋转平面
dkr[B'n !(-lY(x fH#*r|~ ,?OWwm&J 2. 参数:双凸球面透镜 "k0b j> 9Ez>srH( rQuozbBb 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Q^|ZoJS 由于对称形状,前后焦距一致。 ;E!(W=]*F 参数是对应波长532nm。 e?V7<7$ 透镜材料N-BK7。 i$[wkQ>$ 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 5 }pn5iI #D qVh!t"
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8BHtN hJ>Kfm 3. 结果:双凸球面透镜
[b=l'e/ |\Zs oA I|`/#BYbW 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。 -Tzp;o 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Ji#"PE/Pt 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 l$1z%|I (D?%(f
)}G?^rDH( n )n>|w_
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XvPV| 4. 参数:优化球面透镜 U:a-Wi+ J#```cB P?zPb'UVqa 然后,使用一个优化后的球面透镜。 :skNEY]. 通过优化曲率半径获得最小波像差。 o/;kzi 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 IQ5H`o?[B
透镜材料同样为N-BK7。 /9K,W)h_ 'R{XqHP }%&hxhR^t3 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 :3uCW1 d-W@/J
tU5Z?QS 8Moe8X#3 5. 结果:优化的球面透镜 h6yXW!8 l[MP|m# $,/;QP} 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 *Y4[YnkPE 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 a-A>A_. 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 !vaS fL*]
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N FVr$?P fAW( 6. 参数:非球面透镜 x344}\ .tg2HKD_lW W-pN 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 y4V~fg; 非球面透镜材料同样为N-BK7。 !4"!PrZDB 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 v>p UVM 0TD cQ 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4(h19-V B8f BX!u/ d(=*@epjR
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:RxWHh3O 7. 结果:非球面透镜 lj U|9|v N=JZtf/i oPqWL9] 生成期望的高帽光束形状。 E`"<t:RzF 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ~36)3W[4 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 6>fQe8Y \V1geSoE
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by:"aDGK. o'Uaz*-po 8. 总结 ~6<'cun@x 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Dc2U+U(J {\SJr: 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^57G]$Q 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 >dr34=( *-zOQ=Y 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。 k3 YDnMRA9 nn1T5;
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