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    [技术]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: 2023-03-29
    空间光调制器(SLM.0003 v1.0) )jQe K  
    应用示例简述 /%@RO^P  
    1. 系统细节 2%No>w}/2  
    光源 JKu6+V jO  
    — 高斯激光 UY?]\4Om  
     组件 H2t pP~!G  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ]t!}D6p  
    — 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 ?PU(<A+  
     探测器 aDJjVD  
    — 视觉感知的仿真 Ok.DSOT  
    — 高帽,转换效率,信噪比 ;V(}F!U\z  
     建模/设计 t1_y1!u Q  
    — 场追迹: '_yk_[/  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 +^% &8<  
    gT\y&   
    2. 系统说明 E9+O\"e9  
    H_nOE(i<z  
    y0y;1N'KK  
    0 6v5/Xf  
    3. 建模&设计结果 yl;$#aZB  
    )T~ +>+t  
    不同真实傅里叶透镜的结果: 22(]x}`  
    6W#F Ss~  
    !5 :1'$d]H  
    4!b'%)   
    4. 总结 HW%bx"r+4f  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 HFCFEamBMP  
    o9SfWErZ  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 KV&_^xSoh|  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 [q|Q]O0  
    g7q]Vj  
    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。 |\L,r}1N  
    q8yJW-GA   
    应用示例详细内容 |Btx&'m  
    ~$&r(9P  
    系统参数 >71w #K  
    (DaP~*c3cC  
    1. 该应用实例的内容 FXwK9 %  
    =+#RyV  
    0JWD] "  
    OG$iZiuf  
    IXk'?9  
    2. 仿真任务 F$.s6Hh.  
    Ku,A}5-6  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 :zy'hu;  
    uN^qfJ'@ >  
    3. 参数:准直输入光源 ?ut juMdl  
    G Z[5m[  
    qk{UO <  
    `pS)q x.a  
    4. 参数:SLM透射函数 ^RDXX+  
    Kpbbe r  
    P\4o4MF@K  
    5. 由理想系统到实际系统 R$,iDv.jI  
    &7nfTc  
    1OwkLy,P  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 2Mi;}J1C{  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 &!aLOx*3`  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 jWm BUHCb  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 dM$G)9N)K  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 L6}x3  
    'r <BaL  
    f9bz:_;W_  
    ![C $H5  
    =ZL}Av}  
    应用示例详细内容 E|#R0n*  
    @+vTGjHA  
    仿真&结果 gQt@xNO  
    P9chRy  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 @*{BX~f  
    Xr;noV-X  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 bo/!u s#  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 PP`n>v=n  
     为优化计算加入一个旋转平面 6M|%nBN$|  
     F}4 0  
    31;T$5v1  
    uzA'D~)P  
    2. 参数:双凸球面透镜 2g545r.  
    QQ8W;x  
    ?pY!sG  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 =KD*+.'\/  
     由于对称形状,前后焦距一致。 (6^k;j  
     参数是对应波长532nm。 -$ft `Ih  
     透镜材料N-BK7。 nx]b\A  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 F<WX\q  
    ',%&DA2  
    <LZvh8  
    *0zH5c  
     e) (|  
    D/`E!6Fk=  
    3. 结果:双凸球面透镜 '$^ F.2  
    :*nBo  
    H)+kN'J  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 )5OU!c  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 I]$d,N!.  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 3?(p;  
    ?{IvA:   
    YTit=4|  
    O{R5<"g  
    RV(z>XM  
    4. 参数:优化球面透镜 P9^h>sV  
    }O{"qs#)  
    Al]9/ML/m  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 21j+c{O  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 uK5Px!  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 pwC/&bu  
     透镜材料同样为N-BK7。 Xlw=R2`)~  
    va;wQ~&  
    ufPQ~,.  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Tq8r SZi  
    ?O ?~|nI  
    z\5Nni/~6D  
    zl?N1>KS  
    5. 结果:优化的球面透镜 ]f~YeOB@  
    N8vl< Mq  
    ,oe{@ z{*@  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 Oc`fQqYy  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 _F E F+I  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 xw H`alu  
    uNg.y$>CX  
    ]H[\~J  
    -9"Ls?Cu  
    6. 参数:非球面透镜 i=+6R  
    .zt]R@@6  
    KA#-X2U/  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 <|iU+.j\  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 < i|+p1t  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 w%\;|y4+  
    KRe=n3 1  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 OHo0W)XUU  
    CcTJCuOS  
    |O?Aj1g[c?  
    ]FBfh.#X@  
    5 S& >9l  
    7. 结果:非球面透镜 'c D"ZVm1  
    1<"kN^  
    (~oPr+d  
     生成期望的高帽光束形状。 IuF-bxA  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 IM/\t!*7  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 )%7A. UO)  
    \^cn}db)  
    0*/~9n-Vl  
    R YNz TA  
    5sE}B8 mF  
    8. 总结 /'(P{O>{j  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ?`>yl4  
    C*!_. <b  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Yt^+31/%  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 E \RU[  
    KI{u:Lbi  
    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。 Jd;1dYkH:  
    LzfLCGA^  
     
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