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    [分享]基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2021-08-02
    空间光调制器(SLM.0003 v1.0) \)PS&Y8n  
    应用示例简述 6.4,Qae9E  
    1. 系统细节 J1Y3>40  
    光源 yAc}4*;T/  
    — 高斯激光 ? oGmGKq  
     组件 Zn'y"@%t[  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 =`%%*  
    — 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 Vs[!WJ 7  
     探测器 ..^,*  
    — 视觉感知的仿真 {c$%3iQq  
    — 高帽,转换效率,信噪比 yM34GS=,J  
     建模/设计 2qkC{klC^M  
    — 场追迹: &nZ.$UK<  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 fKT(.VN q5  
    F[OBPPQ3  
    2. 系统说明 |zL.PS  
    ?|Mmz@  
    d_Vwjv&@/"  
    Jh:-<xy)  
    3. 建模&设计结果 ]# T9v06w  
    yc5n   
    不同真实傅里叶透镜的结果: k07) g:_  
    Lp*T=]C]  
    Bf88f<Z  
    }Mo9r4}  
    4. 总结 73(T+6`  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 3B "rI  
    .< vg[  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Fk(0q/b  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0QIocha  
    HNuwq\w  
    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。 |:r/K  
    .Na>BR\F  
    应用示例详细内容 Ef`LBAfOO  
    =3SL& :8  
    系统参数 c[y=K)<Z  
    -;`W"&`ss  
    1. 该应用实例的内容 EShakV  
    M*S5&xpX  
    C${TC+z  
    B?%D   
    V!<#E)-?<  
    2. 仿真任务 a@jP^VVk  
    ;W*$<~_  
    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。 1aT$07G0  
    8c|IGC  
    3. 参数:准直输入光源 'Lw\n O.  
    er#=xqUY  
    BmJ?VJ}Y  
    z*[Z:  
    4. 参数:SLM透射函数 8Z!ea3kAT  
    &L?Dogo  
    A{o{o++  
    5. 由理想系统到实际系统 09?<K)_G  
    V V4_  
    .eAC!R  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。  e.GzGX  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 z,7^dlT  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 /YbL{G )j}  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 R)C+wTG;  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 YC_^jRB8n  
    80EY7#r@w  
    xVyUUzXs  
    7. .vaq#  
    D=>^m=?0  
    应用示例详细内容 rh&onp O  
    !q/lgpEi  
    仿真&结果 Sv@p!-m  
    w0!,1 Ry  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 Mg$9'a"[\  
    .[fz x`  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 @;}H<&"  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 '5U$`Xe1  
     为优化计算加入一个旋转平面 i 8Xz  
    rk|(BA  
    { NJ>[mKg  
    ELF`u WG E  
    2. 参数:双凸球面透镜 h.;CL#s  
    N08n/u&cr,  
    n;-r W;ZO  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 3{:<z 4>{  
     由于对称形状,前后焦距一致。 &R*5;/ !  
     参数是对应波长532nm。 v|(b,J3  
     透镜材料N-BK7。 J*!:ar  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 TrU@mYnE  
    \_AEuz3 F  
    }~r6>7I  
    dm=F:\C  
    t} i97;  
    5MY}(w  
    3. 结果:双凸球面透镜 Jx$#GUl#j  
    n qLAby_  
    Z/= %J3f  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 %Rep6=K*$  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 !u { "] T:  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 1DLG]-j}  
    S?7V "LF  
    A1QI4.K  
    ZoON5P>  
    Kq 4<l  
    4. 参数:优化球面透镜 f\);HJbg  
    ).}k6v[4)  
    Y3$PQwn .P  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 fb"J Bc}X  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 *V6QB e  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 noh|/sPMD  
     透镜材料同样为N-BK7。 3Wb2p'V7$?  
    Z-t}6c'Kg  
    60,-\h  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 } }f_  
    #K#Mv /  
    N$%61GiulT  
    |rxKCzjm  
    5. 结果:优化的球面透镜 4aN+}TkH@G  
    V Z2.w4b  
    hg&w=l  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 R5K-KSvW  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 oE!hF}O  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 i$[,-4 v  
    z[qdmx^  
    rkfQr9Vc  
    L2CW'Hd  
    6. 参数:非球面透镜 {5QosC+o6Q  
    '!wPnYT@D  
    O1?B{F/ e  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 (B>)2:T1  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 N<aB)</  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 [i(Cl}  
    $yDW.pt  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 0W~.WkD  
    /rIm7FW)  
    b A)b`1lI  
    jOBY&W0r  
    *nYB o\@g  
    7. 结果:非球面透镜 ?_VRfeztw  
    $42Au2Jg  
    [#7y[<.P  
     生成期望的高帽光束形状。 CxJfrI_W  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 13ipaz  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 <9@&oN+T  
    %S{o5txo  
    }US7 N w  
    oz%h)#;  
    G3H#XK D  
    8. 总结 5\VxXiy 0  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 j: <t  
    Ru)(dvk}S  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "VV914*z  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 w'd.;  
    q;p.wEbr4U  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 BpH|/7  
    w]n 4KR4  
    扩展阅读 f](I.lm:  
    9QX4R<"wUg  
    扩展阅读 #De(*&y2  
     开始视频 pNuqT*  
    -     光路图介绍 . /Y&\<  
     该应用示例相关文件: w .tW=z5  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 r9?o$=T  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    XHy ?  
    7 xUE,)?  
    (JWv *p  
    QQ:2987619807 t{~@I  
     
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