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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) [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 *<$*"p  
— 高帽,转换效率,信噪比 G)AqbY  
 建模/设计 f&N gS+<K$  
— 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@3C  
*^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_;$8Hc  
}ZYd4h|g\z  
2. 仿真任务 UB@Rs|)  
2 'l'8  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 cF*TotU_m  
aNsBcov3O  
3. 参数:准直输入光源 xl{=Y< ;  
t6rRU~;}  
H;is/  
XE RUo  
4. 参数:SLM透射函数 oE @a'*.\  
Q)#B0NA;T  
+:2klJ  
5. 由理想系统到实际系统 85= )lu  
sQ3 [<  
s3N'02G  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 %X]jaX 7  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ;7*[Bcj.  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 m[osg< CR_  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 KRbvj  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 q_lKKzA  
rw[ph[\X  
y8y5*e~A-)  
9yu\ Ot  
NSMyliM1Y  
应用示例详细内容 ')Zvp7>$  
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)。 QhFV xCA  
 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!RD/  
 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  
(E 3b\lST  
=%O6:YM   
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  
xCTML!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$jo Y*< 6  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 oPM96 (  
t{96p77)=  
=H8;iS2R  
/4Gt{yg Sr  
&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。 =^?/+p8 k  
 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)  
;V!D :5U  
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 G  
z1a7*)8P  
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