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infotek 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) 7p~@S4  
应用示例简述  0J_Np  
1. 系统细节 PHz/^p3F  
 光源 NIYAcLa@n8  
— 高斯激光束 }"3L>%Q5  
 组件 ;APg!5X  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 g/Qr] :;  
— 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 Qp-nr]  
 探测器 ]Mtb~^joG  
— 视觉感知的仿真 DE. Pw+5<.  
— 高帽,转换效率,信噪比 Fd ]! 7  
 建模/设计 9|OQHy  
— 场追迹: m =opY~&h  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 @9QHv  
Z9!goI  
2. 系统说明 0"<g g5  
*emUQ/uvf  
l~uRZLx  
q WP1i7]=/  
3. 建模&设计结果 .[CXW2k  
:v&GA s6H  
不同真实傅里叶透镜的结果: x9@%L{*  
?EYF61? rw  
mX"z$  
(]iw#m{  
4. 总结 R?I(f(ib   
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 JQ.ZAhv  
P= S)V   
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 *D|6g| Hb  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 wRLkO/Fw  
b@5bN\"x$  
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。 W'6*$Ron  
-;Hd_ ~O>j  
应用示例详细内容 Q&n|tQ*4  
+z9;BPw %  
系统参数 q>H!?zi\Hy  
JU"!qXQr  
1. 该应用实例的内容 3`="4  
FUHa"$Bg  
qWr`cO~hc  
gS"@P:wYzs  
N8m^h:b  
2. 仿真任务 @$t Qz  
Z1q '4h=F.  
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。 AbfLV942  
{uw'7 d/  
3. 参数:准直输入光源 <G6wpf8M  
Tm` QZh3  
abI[J]T9G  
>~XX'}  
4. 参数:SLM透射函数 Lmj?V1% V  
v< ;, x  
/>+JK5  
5. 由理想系统到实际系统 $\0j:<o  
t6 js@Ih  
\r<&7x#j  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 n>!E ]  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 b_][Jye&P  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 9}3W0F;  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 +5^*c^C  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 [[TB.'k  
Sgr<z d'b  
#<se0CJB  
!y*V;J  
)(?s=<H  
应用示例详细内容 eW\_9E)cY  
in B}ydk  
仿真&结果 kv)LH{  
WhK?>u  
1. VirtualLab中SLM的仿真 d6(qc< /!r  
}eB\k,7L  
 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)。 VX;u54hS  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 yP[GU| >(  
 为优化计算加入一个旋转平面 AV%Q5Mi}  
0aGfz=V&  
$aGK8%.O  
Jbs:}]2  
2. 参数:双凸球面透镜 9>zN 27  
=U@*adgw  
+R*4`F:QJQ  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 V&GFGds  
 由于对称形状,前后焦距一致。 *~fN^{B'!  
 参数是对应波长532nm。 E\'_`L  
 透镜材料N-BK7。 vtr:{   
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 f1\x>W4z~\  
6"%[s@C  
mM}|x~\R  
/G84T,H  
!3T x\a`?/  
2%WZ-l!i  
3. 结果:双凸球面透镜 Q~*A`h#  
7<NX;Fx  
oWJ}]ip  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 Ppx*  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 GWP"i77y0s  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 _X@:- _  
~\i uV  
{5_*f)$[H  
0<>iMrD  
ZJw9 2Sb  
4. 参数:优化球面透镜 #XmN&83_  
cHR}`U$  
AM Rj N;  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 :0srFg?X  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 <v{jJ7w  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 %:oGyV7a  
 透镜材料同样为N-BK7。 NT8%{>F`  
89 SsSb  
h[B Ft{x  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 <F!:dyl  
Ex*g>~e  
,e>ugI_;*  
c%B=TAs5c  
5. 结果:优化的球面透镜 ,U<Ku*}B  
K1eoZ8=!  
wvq<5gy}  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 mCq*@1Lp9  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 33u7  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 EIF[e|kZ<  
}f({03$  
-(1e!5_-@  
bz>#}P=58G  
6. 参数:非球面透镜 fnXl60C%  
#}jf TM  
4Uwt--KtFh  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 a%-Yl%#  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 "#m*`n  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 6=H-H\iw  
_wX'u,HrC  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 mKn[>M1  
MM5#B!BB  
JLG5`{  
C6, Bqlio  
L9AfLw5&X  
7. 结果:非球面透镜 NtT)Wl  
Xt~/8)&  
B! -W765Y  
 生成期望的高帽光束形状。 Sa<R8X' J  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 LLU>c]a  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 OPjscc5  
p]aIMF_  
h?CNChRJs  
d&U;rMEv  
m<076O4|`  
8. 总结 oiR` \uY  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 _wqFKj  
Y< M}'t  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 V5A7w V3~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 9GQTe1[t4  
^^?ECnpcU  
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。 ;N,7#l|wi  
>! c^  
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