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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) [i21FX 应用示例简述 {k>&?Vd! 1. 系统细节 #vz7y(v 光源 *.ll<p+(- — 高斯激光束 O@T9x$ 组件 }Sm(]y — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 dc+>m,3$ — 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 &&5aM 探测器 BA @lk+aW — 视觉感知的仿真 *<$*"p — 高帽,转换效率,信噪比 G)AqbY 建模/设计 f&NgS+<K$ — 场追迹: DTX0 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 5N#aXG^9 $P > 2. 系统说明 paA(C|%{ Z\(q@3 C
*^pR%E . $!-yr7 3. 建模&设计结果 BwN0!lsF3 o3XvRj 不同真实傅里叶透镜的结果: H9Gh>u]} 'NbHa!
#JqB ;'\ 9sM!`Lz{ 4. 总结 c^5~QGuQ 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 8$]1M,$r [DYQ"A=)d 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 m=1N>cq
' 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 FBG4pb9=~ }t!Gey 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。 f'F?MINJP 2/U.|*mH 应用示例详细内容 RV1coC.g4x YByLoM* 系统参数 JT~4mT q#~ (/ 1. 该应用实例的内容 ufj,T7g^ IM*y|UHt y-Fo=y pG_;$8Hc }ZYd4h|g\z 2. 仿真任务 UB@Rs|) 2'l'8 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 cF*TotU_m aNsBcov3O 3. 参数:准直输入光源 xl{=Y< ; t6rRU~;}
H;is/ XE RUo 4. 参数:SLM透射函数 oE@a'*.\ Q) #B0NA;T
+:2klJ 5. 由理想系统到实际系统 85= )lu
sQ3[< s3N'02G 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 %X]jaX7 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ;7*[Bcj. 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 m[osg< CR_ 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 KRbvj 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 q_lKKzA
rw[ph[\X y8y5*e~A-)
9yu\ Ot NSMyliM1Y 应用示例详细内容 ')Zvp7>$ uh_RGM& 仿真&结果 G&SB- ~%F9%= 1. VirtualLab中SLM的仿真 z|uDy2 <V'@ks% 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)。 QhFVxCA 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ? V1*cVD6i 为优化计算加入一个旋转平面 X #dmo/L8 234p9A@ # +>oZWVc YDsb3X<0' 2. 参数:双凸球面透镜 ]EbM9Fo-U L+F@:H6/0 Ib!R D/ 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 HWAdhDZ 由于对称形状,前后焦距一致。 "^[ 'y7i 参数是对应波长532nm。 \w>y`\6mX 透镜材料N-BK7。 !TH)
+zi 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 u#fM_>ML P5V}#;v
"cGk)s wu6;.xTLl
M?49TOQA h*a(_11 3. 结果:双凸球面透镜 xu%k~4cB, zk+9'r`-D ;1=1:S8 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。 I{&[[7H 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 rXq.DvQ 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 CxmKz78 (E3b\lST
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D)P ._?
N>1em!AS 4. 参数:优化球面透镜 Uc>lGo1j E&w7GZNt gVuFHHeUz 然后,使用一个优化后的球面透镜。 pllGB6X 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ,qwuLBW 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ]/6z;
~3U 透镜材料同样为N-BK7。 7A7?GDW wHLLu~m\ ,p a {qne 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 r5/0u(\LB e9tjw[+A
HiFUv>,u gQuw1 5. 结果:优化的球面透镜 l'qg8 uW{l(}0N & .j&0WE 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 +sA2WK] 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 33q}CzK 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 _VN?#J)o
&z3o7rif$
ITBE|b xC TML!H 6. 参数:非球面透镜 AT3Mlz~7# GxxW&y Lq^)R 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 [q-h|m 非球面透镜材料同样为N-BK7。 4VSU8tK|N] 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 u#.2w)!D b$joY*< 6 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 oPM96
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t{96p77)= =H8;iS2R
/4Gt{ygSr &QgR*,5eo 7. 结果:非球面透镜 vs4>T^8e L,!?Nt\ 77Y/!~kd 生成期望的高帽光束形状。 sgFEK[w.y 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 =^?/+p8k 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 %ET+iIhK ktIFI`@w)
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upmx $H> guR/\z$D@C 8. 总结 59u}W 0 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 6gDN`e,@ hZb_P\1X 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 F== p<lrs 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 |G<|F`Cj xmoxZW: 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。 %cn<ych
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