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空间光调制器(SLM.0003 v1.0) Q6URaw#Yt` 应用示例简述 ;AVIt!(L~V 1. 系统细节 #+_=(J 光源 4noy!h — 高斯激光束 5`e;l$
M` 组件 p>J@"?%^ — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 -{Ar5) ?=' — 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 XABP}|aWK 探测器 Dpu?JF] — 视觉感知的仿真 P"}"q ![ — 高帽,转换效率,信噪比 PU%f`) 建模/设计 ^+d]'$ — 场追迹: AFBWiuwI3 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 P~lU`.X} Yc6.v8a 2. 系统说明 7Q Ns q \i-CTv6f
e, 2/3jO ;K>'Gl 3. 建模&设计结果 NLx TiyQy {0a\<l 不同真实傅里叶透镜的结果: h:G>w`X $.w$x1 <2<2[F5Q% j@+$lU*r 4. 总结 3HcduJntl 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 -'D~nd${ cl4_M{~ 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 | X#!5u 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 (xTGt",_Jo hP.Km%C)0n 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。 #UwX~ 4:**d[|1 应用示例详细内容 b+arnKo1fk fdwP@6eh 系统参数 o+XQMg GNrRc3dr$ 1. 该应用实例的内容 v{"yrC z>y#^f)r ?>V>6cDQ t54?<- a%kvC#B 2. 仿真任务 !J@!2S9 tq'ri-c&b 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。 1\aTA, eGpKoq7a 3. 参数:准直输入光源 \Z42EnJ gE^pOn ]s)Y">6 Z.Dg=>G] 4. 参数:SLM透射函数 %*Mr ^= ~G=E
Q]a
eYlI }; 5. 由理想系统到实际系统 0&Ftx%6% #6D>e~>n (jyufHm 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 .GNyADQp 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 J}8p}8eF, 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 -K8F$\W 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。
#QcRN?s 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Dic|n@_Fy
{dRZ2U3 I
2OQ
$YY{|8@kjv oq$#wiV"Q 应用示例详细内容 Q_iN/F L%\Wt1\[ 仿真&结果 _&s pMf :WQlpLn 1. VirtualLab中SLM的仿真 J#i7'9g 6P>}7R} 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)。 ,!%E\` 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ohe[rV>EX 为优化计算加入一个旋转平面 6H U*, TKGaGMx6@ ]'Ho)Q mDbTOtD 2. 参数:双凸球面透镜 m]fU V8U z8{-I@+` ZbdGI@ 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 w3>11bE 由于对称形状,前后焦距一致。 4~FRE)8 参数是对应波长532nm。 C^B$_? 透镜材料N-BK7。 k_1@?&3 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 `]6<j<'
, kMnG1K
oZ tCx C8Mx>6
39P55B/o% `0M6<e]C 3. 结果:双凸球面透镜 h:?qd !P^Mo> " #rBfp|b]1 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 2?Jw0Wq5D 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 aL+>XN 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 |?g-8":H8P Xa?igbgAwx
GtZ.'?- /JC1o&z_T
A]i!131{w| 4. 参数:优化球面透镜 es#6/ i}v.x p0zC(v0* 然后,使用一个优化后的球面透镜。 {y6h(@I8\ 通过优化曲率半径获得最小波像差。 &V(6N%A^U 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 BU??}{ 透镜材料同样为N-BK7。 ~;Y Tz Z^as ?k(iM qT5"r488 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 J+
S]Qoz {GnZ@Q:F
2/s42
FoG ,3f>-mP
5. 结果:优化的球面透镜 =QtFJ9\ #(Gz?kGAH` j_<!y(W 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 L;j++^p 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Lkx~>U
一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 WfG +_iP?
c$&({Z{1
~KkC089D (Y7zaAG] 6. 参数:非球面透镜 <y^_&9 J9]cs?`) Rky]F+J 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 0!lWxS0#= 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Is}kCf 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 vVa|E#
[ 3Zd,"/RH 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 y||RK`H z
rSPa\M !\BZ_guz
=_|G q| .yXqa"p 7. 结果:非球面透镜 ?-mOAHW0q 9.M'FCd~M ~).D\Q\ 生成期望的高帽光束形状。 +#BOWz 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ]T]{VB 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 8^j~uH 7(.Z8AO
N=2T~M 1
llX ` -2J37 8. 总结 FV
"pJ 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。
-NN=(p!< Po@;PR= 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ([<HFc` 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ' :B;!3a0d h^tCF=S 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。 j`RG Moq HFy9b|pjy 扩展阅读 [I4MK%YQ Yr-SlO> 扩展阅读 }5oI` 9VT 开始视频 QWfSm^
t - 光路图介绍 fuUtM_11 该应用示例相关文件: S5 q1Mn - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 (
uD^_N]3 - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 bT2G
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