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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) ih|&q 应用示例简述 sLSH`Xy?5 1. 系统细节 Bw9O)++ 光源 xU(b:D Z — 高斯激光束 $+,kibk*R 组件
~D` — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 AKS. XW — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 /2Ok;!. 探测器 Ds{DVdqA$c — 视觉感知的仿真 M<Y{Cs — 高帽,转换效率,信噪比 ME.!l6lm\ 建模/设计 =Ew77 — 场追迹: kovJ9 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 E5a7p. S %wdXe 2. 系统说明 #eF
k Y^XZ.R
r[#*..Y tg9{(_t/W 3. 建模&设计结果 ;qcOcm% sHOBT,B 不同真实傅里叶透镜的结果: UMHFq- .\3gb6S}
~3|)[R=+p1 98vn"=3 4. 总结 (?i4P5s[! 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 BHU=TK@GR <L2z| %` 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 =<AG}by![ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~
cI`$kJ db>"2EE 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 0%yPuY> Jn9{@?? 应用示例详细内容 n8FIxl&u Fz5eCe\B 系统参数 J6@RIia Fu[GQ6{f 1. 该应用实例的内容 &3itBQF z9v70
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qNm~ l-SVI9|<0 JZE<oQ_Jm 2. 仿真任务 T iJ \J{ KbH|'/w 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 ziv+*Qn_b4 bzZ7L-yD 3. 参数:准直输入光源 Ty*+?#` kZfj"+p_S
&M=15 uCK 4Vd[cRh2 4. 参数:SLM透射函数 TeyFq0j@' OUN"'p%%
KXBTJ& 5. 由理想系统到实际系统 Rk{vz| q3|SZoN Ym$`EN 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 z$VVt?K 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 V=Z%y$1Bc 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 tv;?W=&P 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 }s8xr> 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ('.I)n
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_j~y;R) &7Xsn^opku 应用示例详细内容 {&FOa'bP Qh]k)]+*| 仿真&结果 X@7:FzU9 ;x/.8fA 1. VirtualLab中SLM的仿真 >VG*La'c 0;w84>M 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ]puDqu5! 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 8SCXA9} 为优化计算加入一个旋转平面 T7 (d d~T@fa s,M]f,T v(,YqT>q@U 2. 参数:双凸球面透镜 F'ez{B\AX q^L"@Q5; %mOQIXr1s 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 }t1 q5@QU 由于对称形状,前后焦距一致。 Q{
{= 参数是对应波长532nm。 .4y44: T 透镜材料N-BK7。 d^"|ESQEU 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 m,F4N$ 6~6 vwp
B.);Ju V]Uc@7S/
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3wL +5%ncSJx 3. 结果:双凸球面透镜 m5W':vM K'[kl' -JclEp 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。 w ;:{ 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 &-Q_%eM^ 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 yEVnG`
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p;mV?B?oAQ C~M,N|m+^
k~JTQh*,w 4. 参数:优化球面透镜 e_FoNT mlz|KI~\F; hF1Lj=x 然后,使用一个优化后的球面透镜。 =
jTC+0u 通过优化曲率半径获得最小波像差。 fyq%-Tj 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 l?HC-_Pbh 透镜材料同样为N-BK7。 SOS|3q_` _iu^VK,} |#B)`r8 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 l_ LH!Tu )
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IYhn* NH'QMjL) 5. 结果:优化的球面透镜 >ffQ264g=i 9CZEP0i7 iq5-eJmq 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 S AKIFNE 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 A=np?wc 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %~N| RSec
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}50s\H._C ~Vc`AcWP 6. 参数:非球面透镜 =ibKdPtTh^ d;).| .}P MO|8A18B 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 'Ojxzz*tT 非球面透镜材料同样为N-BK7。 <"7Wb"+ 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 W}WDj: mD,fxm{G 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 xBE}/F$45 1:q`KkJx 5$*=;ls>J
sTxbh2 9]g`VD6<v 7. 结果:非球面透镜 IG!(q%Gf N\fj[?f[ D+Z2y1 生成期望的高帽光束形状。 @$;I% 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 >ni0:^vp 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 W O'nW &HqBlRo
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-CTLQyj) TjjR% 3 8. 总结 sLc,Dx"+ 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 0*KL*Gn 352RJC 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 WFvVu3 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 wjHH%y d}@n,3 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。 m=60a@o] [*r=u[67F
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