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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) g5& ZXA  
    应用示例简述 "?*B2*|}`  
    1. 系统细节 oV/:T\Qn=  
    光源 ;B^ 9sr  
    — 高斯激光 eoj(zY3  
     组件 q1^bH 6*fl  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 tZXq<k9  
    — 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 YD9|2S!G  
     探测器 *P01 yW0  
    — 视觉感知的仿真 "g5<jp  
    — 高帽,转换效率,信噪比 2%?Kc]JY9  
     建模/设计 9kzJ5}  
    — 场追迹: ?]%ZJd  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 WJlJD*3  
    BT^Im=A  
    2. 系统说明 SuR+Vv  
    9]L4`.HM  
    Vg^yjP{sv  
    (.J6>"K<  
    3. 建模&设计结果 oA*88c+{f  
    2^X<n{0N)  
    不同真实傅里叶透镜的结果: Mdw"^x$7  
    eK[9wEdn  
    G_QV'zQ  
     ^:^  
    4. 总结 ]>/oo=E  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 u0Bz]Ux/Q  
    6fm oI K{  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 5E#8F  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 %N #A1   
    no$X0ia  
    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。 m0i,Zw{eM  
    Wh)>E!~ 9  
    应用示例详细内容 kmg/hNtN  
    TVZf@U  
    系统参数 hg7_ZjO  
    yJ:rry  
    1. 该应用实例的内容 v =_Ds<6n  
    (kVxa8 0  
    yRivf.wH  
    mwMcAUD]2  
    I.gF38Mx  
    2. 仿真任务 WR9-HPF  
    #z61 I"kU  
    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。 D4T42L  
    C';Dc4j  
    3. 参数:准直输入光源 rA|&G'  
    @x^/X8c(p  
    7sU+:a  
    ^U6VJ(58P  
    4. 参数:SLM透射函数 {Ia1Wd8n  
    t=\ ffpA  
    kp Rk.Q*  
    5. 由理想系统到实际系统 x21XzGLY|}  
    x9o(q`N  
    o]eG+i6g]  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 [1l OGck[  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 k*r G^imX  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 gL &)l!2Y  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 IC6'>2'=T  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 a`D`v5G t  
    u"F{cA!B  
    ` Nv1sA#C  
    3fUiYI|&7  
    U J uz  
    应用示例详细内容 +Mb}70^  
    vs{VRc  
    仿真&结果 A>f rf[fAW  
    jFl!<ooCo  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 Rw<O%i5/d  
    ~ %Ij5PD  
     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)。 y~z&8XrH  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。  O[$XgPM  
     为优化计算加入一个旋转平面 hG}gKs  
    u p]>UX8  
    [[O4_)?el  
    }&]T0U`@  
    2. 参数:双凸球面透镜 vCn~- Q  
    j>5X^Jd  
    xxG>Leml  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 <Wd_m?z  
     由于对称形状,前后焦距一致。 RSx{Gbd4X  
     参数是对应波长532nm。 /2cn`dR,  
     透镜材料N-BK7。 F jW%M;H  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 mln%Rd6u/  
    B}@CtVWFz  
    RLO<5L  
    +1K= ]#a  
    6%V#_]  
    ;)vs=DK:)  
    3. 结果:双凸球面透镜 M 9 N'Hk=  
    Xif>ZL?aXb  
    (S_1C,  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 aqgm  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 {>3w"(f7o  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ItE)h[86  
    ?[.g~DK,  
    P!!:p2fo  
    [4-u{Tu  
    N.vkM`Z  
    4. 参数:优化球面透镜 R8|F qBs  
    sUZ2A1J}  
    ?SX0e(+}}  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 Q) iN_|  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 Hiih$O+  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 6-\C?w A  
     透镜材料同样为N-BK7。 ^oEaE#I  
    ig'4DmNC  
    w!RJ8  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 5IP@_GV|  
    D7C%Y^K]>E  
    h: zi8;(  
    mFyYn,Mu|  
    5. 结果:优化的球面透镜 ze uSk| O  
    _<jccQ  
    XRn+6fn|  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 6MbMAh5>  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 7mYBxE/  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 h=_h,?_  
    2'WdH1UrBc  
    F5<GGEQb  
    |RI77b:pX  
    6. 参数:非球面透镜 CM+wkU ?,  
    $I a-go2W  
    ?D]T| =EZY  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 QezDm^<  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 ]2xoeNF/W{  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 m A|"  
    _aOsFFB1KF  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 =e]Wt/AQ  
    "HbrYYRb'  
    0>0:ls  
    W97 &[([  
    pl.=u0 *  
    7. 结果:非球面透镜 R(HW0@R@w  
    0Y\7A  
    D"n 3If%  
     生成期望的高帽光束形状。 |Vc:o_n7  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 CYC6:g|)  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 WR>2t&;E  
    Xu\22/Co  
    Uf-`g>  
    I\ y>I?X  
    XcQ'(  
    8. 总结 2n5{H fpY  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 E %> ){Y)  
    |p+ xM  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 7 m!e\x8  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 As*59jkB  
    "a >a "Ei  
    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。 veGRwir  
    ZBfB4<M9xS  
    扩展阅读 Gex%~';+q  
    -\=kd {*B  
    扩展阅读 ;hp?wb  
     开始视频 >a1 ovKF  
    -     光路图介绍 +Pm }_"GU  
     该应用示例相关文件: &:*|KxX  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 #-u?+Nk/  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    }[I|oV5*+&  
    ;/-#oW@gQ  
    ~0@+8%^>;  
    QQ:2987619807 w`OHNwXh#I  
     
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