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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) A)9[.fhx 应用示例简述 :|hFpLt 1. 系统细节 !e~Yp0gX# 光源 }6/L5j:+ — 高斯激光束 }$DLa#\- 组件 [Xp{ztGE — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 [$; \1P/ — 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 4o,%}bo& 探测器 TBq;#+1W — 视觉感知的仿真 uK6_H vHuy — 高帽,转换效率,信噪比 <~aQ_l 建模/设计 qk}(E#.>F\ — 场追迹: ^X2U
A{ 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 3{e7j6u\ JTT"t@__ 2. 系统说明 cSdkhRAn ejq2]^O4c
bu`8QQ"C uP,{yna( 3. 建模&设计结果 Jvi"K @NBWNgBv 不同真实傅里叶透镜的结果: 9G8n'jWyY 8o' a
GKPC 9;{W )h(Dt(2Wm 4. 总结 uQy5t:! 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 oicett=5 {0(:7IY, 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 \Y'#}J"dh 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 }z/;^`` HnvE\t9` 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。 %(4G[R[ ?h`Ned0P 应用示例详细内容 urGk_.f gI^);JrTE 系统参数 $V"NB`T StUiL>9T# 1. 该应用实例的内容 )tQG5.to 7 mulNq XOl]s?6H$ J"w!Q\_ 4m++>q 2. 仿真任务 U^_'e_) 75Xi%mlE7 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。 oo\0X KMz\h2X 3. 参数:准直输入光源 dZ!Wj7K) z-G|EAON"/
T!6H5>zA 8kZ~ 4. 参数:SLM透射函数 <j1l&H|ux, QZufQRfr{
G~ZDXQ>5CP 5. 由理想系统到实际系统 ]2n&DJu 9GnNL I{ xG<H${
k; 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 9%\<x 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 p},6W,f 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 -&Fxg>FrYb 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 fFXG;Q8& 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 IY|;}mIF
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v _Bu jY-i`rJN 应用示例详细内容 qE6:`f 8?']W\) 仿真&结果 VVuL+i jIMaPT 1. VirtualLab中SLM的仿真 ).eT~e
Gj &Pt| 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)。 GCrh4rxgg 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Ygn"7 为优化计算加入一个旋转平面 x]%e_ ]}9cOb%I !lE
(!d3M \s;]Tg 2. 参数:双凸球面透镜 VL"ZC:n)- } oJ+2OepN zdn e2 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 !-r@_tn| 由于对称形状,前后焦距一致。 D_O%[u} 参数是对应波长532nm。 ) 0$7{3 透镜材料N-BK7。 r6]r+!63" 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 fl~k')s 6+IOJtj
%Ua*}C Kv+E"2d
5d|*E_yu uW4G!Kw28 3. 结果:双凸球面透镜 %-]j;'6}cX RrLQM!~ (|ga#%iI 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 .eXIbd<C 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 2U>1-p&dn 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 3z:
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O<f_-n@G| 4. 参数:优化球面透镜 M O* m@ 6luCi$bL "eI-Y`O, 然后,使用一个优化后的球面透镜。 dz5bW> 通过优化曲率半径获得最小波像差。 :<ujk 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 _@sqCf%| 透镜材料同样为N-BK7。 6,_CL M abD55YJY _w+sx5
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Pc? d@tm @Qruc\_
RNoS7[& h'UWf"d 5. 结果:优化的球面透镜 H|F>BjXn5 I=f1kr
pR C_O7 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 BAmH2" 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 QEUg=*3W= 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 JS&l
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6. 参数:非球面透镜 o [ar.+[ !SiZA" rVQ:7\=Z 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 %~Nf, 非球面透镜材料同样为N-BK7。 a+\Gz 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 pl fz)x3 yKZ~ ^ 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 'y-IE#!5 *PL+)2ob FD_0FMZ9,
a;*&q/{o b^Rg_,s 7. 结果:非球面透镜 }qV4]*+{ p4{?Rhb6 qcQ`WU{ 生成期望的高帽光束形状。 7jts;H= 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 n{4&('NRFP 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 e;rs!I!Yw cty~dzX^
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Ta/G 8. 总结 Ks7s2 vK^ 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 v%zI~g.L j nI)n* 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 *%Gy-5hM 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 T'Jw\u>"R wQ.ild 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。 J=4S\0Z* X$JKEW;0BP
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