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infotek 2020-11-13 10:25

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) , $F0D  
应用示例简述 9G\3hL]  
1. 系统细节 m"> =QP  
 光源 oVZ8p-  
— 高斯激光束 ^# g;"K0  
 组件 -W"0,.Dvg  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ?@ye*%w_  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 !-}*jm p<  
 探测器 {w1h<;MH  
— 视觉感知的仿真 9;WOqBD  
— 高帽,转换效率,信噪比 &_x/Dzu!z  
 建模/设计 D0_x|a  
— 场追迹: {~{s=c0  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 'f<_SKd  
NGeeD?2~  
2. 系统说明 4Xho0lO&  
E3C[o! 5  
~m=%a  
0GR9C%"]  
3. 建模&设计结果 ? F), 4Q  
pD.@&J~  
不同真实傅里叶透镜的结果: "+ JwS  
hb\Y)HSp/  
wuCtg=  
m6ws #%|[  
4. 总结 CoN/L`.SN  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 uT t:/gm  
8`?j*FV7kq  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 '/*rCB  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Y>m=cqR  
L/+J|_J)  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 p5rRhu/|k3  
y!D`.'  
应用示例详细内容 Y,"MQFr(o  
:NyEd<'  
系统参数 ZvKMRW  
;l4 \^E1  
1. 该应用实例的内容 "4AQpD  
\uPTk)oaB  
491I  
*w,gi.Y3  
"{xv|C<*n  
2. 仿真任务 [$Bb'],k  
>RnMzH/9  
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。 R51!j>[fqM  
+E[)@;T  
3. 参数:准直输入光源 1}M.}G2u/  
#iDFGkK/  
A>2p/iMc  
E,:pIw  
4. 参数:SLM透射函数 j}*+-.YF  
# Kr.!uD  
OIT;fKl9  
5. 由理想系统到实际系统 sYI':UQe  
?0%TE\I8  
6+z]MT  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 GK%ovK  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 >D#}B1(!  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 E-iBA(H  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 1 *CWHs  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 6x{IY  
AAY UXY!  
]*U')  
%.U{):lNx  
I*2rS_i[T  
应用示例详细内容 ^eRT8I  
"-:\-sMt{  
仿真&结果 " ?,6{\y,  
Vatt9  
1. VirtualLab中SLM的仿真 <~+  
ZHasDZ8  
 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)。 ~=ys~em e  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ~m U_ `o  
 为优化计算加入一个旋转平面 gXJ^o;R>M  
Z?mg1;Q  
~]M"  
;)a9Y?  
2. 参数:双凸球面透镜 @/FX7O{n:  
V,5}hQJ F  
Zx 1z hc  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 - S-1<xR  
 由于对称形状,前后焦距一致。 Th^#H  
 参数是对应波长532nm。 dhkpkt<G8  
 透镜材料N-BK7。 nWu4HFi  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 \TlUC<urP  
W9'jzP  
vDvGT<d  
V/e_:xECC  
0&@ pX~h:  
;~1JbP  
3. 结果:双凸球面透镜 3wl>a#f  
v{ Ve sf  
`1]9(xwhQ0  
 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。 V}-o): dI|  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ): C4}&l  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 %m3efaC  
J3;KQ}F.I  
(=rv `1  
5zOSb$;  
Beg5[4@  
4. 参数:优化球面透镜 [^~9wFNtd  
|vzWSm  
AAgA]OD,  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 NhX.yLb$   
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Sw'?$j^3  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 F2'cL@E3  
 透镜材料同样为N-BK7。 7gcG|kKT  
l.l~K%P'h  
 H>6;I  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Lm#d.AD)  
06 s3 b  
Hc|U@G  
yTiqG5r  
5. 结果:优化的球面透镜 yfQE8v+  
|pSoBA9U  
MGDv4cFE.  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 b%j:-^0V  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 BxYA[#fd}  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 D7/Bp4I#o  
|>GIPfVT  
I xBO$ 2  
c@M@t0WT[  
6. 参数:非球面透镜 $t'I*k^N  
38i,\@p`9$  
}j*/>m  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 ped Yf{T  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 QPE.b-S  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 z-gG(  
T]-~?;Jh8  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 >+8I =S  
IQ~7vk()  
l}c2l'  
VTfaZ/e.  
4[0?F!%  
7. 结果:非球面透镜 i]%"s_l  
{`CWzk?  
aZ`ags ofk  
 生成期望的高帽光束形状。 F6VIH(  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 f`=T@nA  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 KdsvZim0>  
=XlIe{  
Uy|=A7Ad c  
#q.G_-H4J@  
1[9j`~[([  
8. 总结 /,$\H  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 uA`PZ|  
+Z2<spqG  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 %v:h]TA  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ^ZWFj?`\UV  
)0MshgM  
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。 chzR4"WZFt  
{bqKb=nyZ  
扩展阅读 >ImM~SR)  
Am0C|(#Xm  
扩展阅读 WTs[Sud/  
 开始视频 4 xzJql  
-     光路图介绍 Ltd?#HP  
 该应用示例相关文件: L#q9_-(#  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 \[I .  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
.|`=mx  
05I39/T%  
810<1NP  
QQ:2987619807 M 8j(1&(:  
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