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基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究
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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
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— 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。
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Z9! goI
2. 系统说明
0"<gg5
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3. 建模&设计结果
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不同真实傅里叶透镜的结果:
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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。
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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。
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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。
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应用示例详细内容
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系统参数
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1. 该应用实例的内容
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2. 仿真任务
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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。
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3. 参数:准直输入光源
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4. 参数:SLM透射函数
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5. 由理想系统到实际系统
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用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。
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因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。
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对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。
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实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。
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表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。
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应用示例详细内容
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仿真&结果
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1. VirtualLab中SLM的仿真
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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)。
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以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。
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为优化计算加入一个旋转平面
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2. 参数:双凸球面透镜
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首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。
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由于对称形状,前后焦距一致。
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参数是对应波长532nm。
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透镜材料N-BK7。
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有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。
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3. 结果:双凸球面透镜
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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。
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较低的转换效率(56.8%)和信噪比。
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一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。
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4. 参数:优化球面透镜
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然后,使用一个优化后的球面透镜。
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通过优化曲率半径获得最小波像差。
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优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。
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透镜材料同样为N-BK7。
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关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003
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5. 结果:优化的球面透镜
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由于球面像差,再次生成一个干涉图样。
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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。
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6. 参数:非球面透镜
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第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。
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非球面透镜材料同样为N-BK7。
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该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。
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关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003
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7. 结果:非球面透镜
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生成期望的高帽光束形状。
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不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。
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非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。
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h?CNChRJs
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8. 总结
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基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。
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理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。
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分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。
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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。
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