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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) czp .q  
应用示例简述 f\/'Fy0  
1. 系统细节 @0v%5@  
 光源 H0 %;t  
— 高斯激光束 AJ%x"  
 组件 "3\C;B6I  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 q.GA\o  
— 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 - C  
 探测器 @xBw'  
— 视觉感知的仿真 3Mlwq'pzD  
— 高帽,转换效率,信噪比 jdEqa$CXG  
 建模/设计 OS.oknzZZ  
— 场追迹: "&@v[O)!xu  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 jf|5}5kSlf  
0}:wM':G  
2. 系统说明 A/xo'G  
$@ R[$/  
 Ie<`WU K  
9^AfT>b~f  
3. 建模&设计结果 0=,vdT  
4!3mSWNV  
不同真实傅里叶透镜的结果: Z: e|~#  
3P&K<M#\  
R, J(]ew  
G\I DgPj`  
4. 总结 5Vj t!%?r  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 X-mhz3Q&a  
}2X"  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 =ghN)[AZV  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 #xlT,:_:)  
f(}AdW}?  
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。 jQ 'r};;  
/HiRbwQK#  
应用示例详细内容 1~|o@CO  
~Wox"h}(  
系统参数 ]-7$wVQ<  
<q dM  
1. 该应用实例的内容 I8%2tLVY  
r^2>60q'  
 HuCzXl  
VEtdp*ot  
jH4'jB  
2. 仿真任务 b-Q%c xJ  
b;AGw3SF  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 N-~Uu6zr  
}CoR$K   
3. 参数:准直输入光源 : K#z~#n  
p3N/"t&>  
;rK= jz^Q  
~Ip-@c}'j  
4. 参数:SLM透射函数 wE4:$+R};  
"B^c  
$^ wqoW%t  
5. 由理想系统到实际系统 Z fQzA}QD  
pm.Zc'23  
X:c k  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 :MIJfr>z  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 RF,[1O-\O  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 e{*-_j "I  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ROv(O;.Ty  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Yr\pgK,  
Vo@gxC,  
3b#eB  
."u-5r<O  
2^\67@9  
应用示例详细内容 ZYi."^l  
tE~OWjL  
仿真&结果 W'B=H1  
p#yq'kY  
1. VirtualLab中SLM的仿真 >Fzs%]M  
L7}dvdtZ0  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 VD,p<u{r  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 S>! YBzm&X  
 为优化计算加入一个旋转平面  dkr[B' n  
!(-lY(x  
fH#*r|~  
,?OWwm&J  
2. 参数:双凸球面透镜 "k0bj>  
9Ez>srH(  
rQuozbBb  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Q^|ZoJS  
 由于对称形状,前后焦距一致。 ;E!(W=]*F  
 参数是对应波长532nm。 e?V7<7$  
 透镜材料N-BK7。 i$[wkQ>$  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 5}pn5iI  
#DqVh!t"  
b%TS37`^[  
vjzpU(Sq#  
8 BHtN  
hJ>Kfm  
3. 结果:双凸球面透镜 [b=l'e/  
|\ZsoA  
I|`/#BYbW  
 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。 -Tzp;o  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Ji#"PE/Pt  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 l$1z%|I  
(D?%(f  
)}G?^rDH(  
n)n>|w_  
n' XvPV|  
4. 参数:优化球面透镜 U:a-Wi+  
J#```cB  
P?zPb'UVqa  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 :skNEY].  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 o/;kzi  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 IQ5H`o?[B  
 透镜材料同样为N-BK7。 /9K,W)h_  
'R{Xq HP  
}%&hxhR^t3  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 :3uCW1  
d-W@/J  
tU5Z?QS  
8Moe8X#3  
5. 结果:优化的球面透镜 h6yXW! 8  
l[MP|m#  
$,/;QP}  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 *Y4[YnkPE  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 a-A>A_.  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 !vaS fL*]  
xD:t$~  
NFVr$?P  
fAW(  
6. 参数:非球面透镜 x34 4}\  
.tg2HKD_lW  
W -pN  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 y4V~fg;  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 !4"!PrZDB  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 v>p UVM  
0TDc Q  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4(h19-V  
B8f BX!u/  
d(=*@epjR  
#:~MtV  
:RxWHh3O  
7. 结果:非球面透镜 lj U|9|v  
N=JZtf/i  
oPqWL9]  
 生成期望的高帽光束形状。 E`"<t:RzF  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ~36)3W[4  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 6> fQe8Y  
\V1geSoE  
tK|jh  
by:"aDGK.  
o'Uaz*-po  
8. 总结 ~6<'cun@x  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Dc2U+U(J  
{\SJr:  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^57G]$Q  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 >dr34=(  
*-zOQ=Y  
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。 k3 YDnMRA9  
nn1T5;  
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