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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) :(YFIW`59  
应用示例简述 5VSc5*[  
1. 系统细节 ~7w LnB  
 光源 N$.=1Q$F6  
— 高斯激光束 '<U4D  
 组件 }t*:EgfI  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ](^FGz  
— 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 uhU'm@JZ  
 探测器 =9;b|Y"aQ  
— 视觉感知的仿真 NQcNY=  
— 高帽,转换效率,信噪比 #sE: xIR  
 建模/设计 y9U~4  
— 场追迹: 88VI _<  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 }yaM.+8.  
}.D adV  
2. 系统说明 r72zWpF!Ss  
pf&U$oR4  
)4RSo&9p`  
P2F8[o!<  
3. 建模&设计结果 = &^tfD  
j8+>E ?nm  
不同真实傅里叶透镜的结果: q2U?EP{8~  
#~4;yY\$I  
PPde!}T$  
sJMpF8   
4. 总结 ^O& y ;5  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 1'H!S%fS  
uR.`8s|  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 11%Zx3  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。  81!gp7c  
Oq:$GME  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 )"]( ?V  
Rm}G4Pq  
应用示例详细内容 MkWbPm)  
J&bMox  
系统参数 [ OS& eK 8  
Z`#XB2,  
1. 该应用实例的内容 }}l jVUpC%  
0./Rdf=-1j  
U,lO{J[T  
z'*{V\  
,BR W=  
2. 仿真任务 )2 b-3lz  
E)|Bl>  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 -XnOj2  
DT_%Rz~<  
3. 参数:准直输入光源 iu$Y0.H@  
/]of @  
.EC~o  
8T8]gM  
4. 参数:SLM透射函数 %r&36d'  
DPCQqV|7  
LYiIJAZ.  
5. 由理想系统到实际系统 Zy|u5J  
ND/oKM+?  
cqT%6Si  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 wxN&k$`a  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 {Es1bO  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 1kD1$5  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 T-]UAN"O  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ge1U1o  
NErvX/qK  
PS0/O k  
.HRd6O;  
e7tio!  
应用示例详细内容 5H,(\Xd  
KUC%Da3  
仿真&结果 vQj{yJ\l1  
ff=RKKnN  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ],vid1E  
$M~`)UeV_  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 5bd4]1 gj  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 JSx[V<7m  
 为优化计算加入一个旋转平面 c~}FYO$  
;9q$eK%d  
cQsSJBZ[v5  
U ,!S1EiBs  
2. 参数:双凸球面透镜 fAfB.|cd  
l TVz'ys  
$ e.Bz `  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 )@] W=  
 由于对称形状,前后焦距一致。 Sy<io@df  
 参数是对应波长532nm。 er2;1TW3E  
 透镜材料N-BK7。 .-[]po  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 "!uS!BI?  
>FJK$>[1:p  
LR'~:46#u  
Fq`@sM $  
y<#Hq1  
\Ym!5,^o  
3. 结果:双凸球面透镜 i[w&!mn%  
yo$A0Ti!w  
ywB0 D`s'  
 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。 r"p"UW9og  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ]\]mwvLT  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 %eGD1.R  
&B++ "f  
2wgcVQ Awa  
) q/brCq  
Y&y<WN}Q  
4. 参数:优化球面透镜 t}MT<Jj  
uKB V`I  
W)Y:2P<.  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 )bpdj,  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 J7~Kjl  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 1F+nWc2b  
 透镜材料同样为N-BK7。 #qJ6iA6{  
?%/*F<UVQ  
Zm(}~C29  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 238z'I+$G/  
Vg mYm~y'  
PWyFys  
2P{! n#"  
5. 结果:优化的球面透镜 :U]Pm:ivTU  
g91xUG  
Zc*#LsQh.`  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 V;P*/ke  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 KqNsCT+j  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 zE7)4!  
e`)zR'As  
 q ^Gj IP  
): r'IR  
6. 参数:非球面透镜 |Z$)t%'  
v{8r46Y~Z)  
0 4oMgH>Vd  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 $]?M[sL\N7  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 t1G2A`  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 "tj]mij2)G  
fvG4K(  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 6']WOM#  
h9~oS/%:  
%*Yb J_j7  
P_gai7Xg  
1W9uWkk_d  
7. 结果:非球面透镜 Yof ]  
lO}I>yo}\  
RVpo,;:  
 生成期望的高帽光束形状。 b'RBel;W  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 3v)`` n@  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 lnV!Xuf  
"2T* w~V&y  
Owh:(EJ"d  
_G%kEt_4  
xDmwiVy  
8. 总结 'jKCAU5/0;  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 (]5gYi  
+.X3&|@k  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 vnX~OVz2  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 5g2:o^  
xJFxrG'c  
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。 'tVe#oI  
_~!c%_  
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