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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) RzLbPSTQ  
应用示例简述 f_GqJ7Gk]  
1. 系统细节 .ahYj n  
 光源 :svRn9_8H  
— 高斯激光束 geRD2`3;  
 组件 K\]ey;Bd  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 6P KH%  
— 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 }^ j"@{~  
 探测器 L0O},O  
— 视觉感知的仿真 5>'1[e45  
— 高帽,转换效率,信噪比 h tn?iLq  
 建模/设计 SMdQ,n1]  
— 场追迹: a,sU-w!X'  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 +TnRuehtk  
Cp 2$I<T  
2. 系统说明 ^q0Ox&X  
I?mU_^no  
OK}+:Y  
7TjK;w7xS.  
3. 建模&设计结果 0oFRcU  
Gmi$Nl!~  
不同真实傅里叶透镜的结果:  v NJ!d  
hC[MYAaF  
yI 6AafS~  
Ol9'ZB|R  
4. 总结 {Y! -]_ 5  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 jz_\B(m9%  
[D=3:B&f  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 (@H'7,  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 )kSE5|:pi  
^y,% Tv>  
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。 -$#'  
b NBpt}$  
应用示例详细内容 {[ j+ y  
=Zcbfo_&  
系统参数 FbVdqO  
Jp<Y2-  
1. 该应用实例的内容 p xrd D7  
> !thxG/_  
.FS`Fh;  
(#WE9~Sru  
AKVll  
2. 仿真任务 E.$1CGd+  
M4rOnIJ  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 !YlyUHD  
iD)R*vnAi  
3. 参数:准直输入光源 8kz7*AO  
mJaWzR  
>W= 0N (  
o:<g Jzg  
4. 参数:SLM透射函数 HY.?? 5MH  
ewYZ} "o  
kETu@la}  
5. 由理想系统到实际系统 Hf ]aA_:   
<!#6c :(Q  
m"P"iK/Av(  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 _u$X.5Q;  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Dz4fP;n  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 Re3vW re  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ] 8sVXZ  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 U$j*{`$4  
a)'^'jm)4  
t&+f:)n  
9*gD;)!  
c0v;r4Jo#j  
应用示例详细内容 yjUSM}$  
EGYYSoBLU  
仿真&结果 :jB8Q$s  
-EV_=a8[y  
1. VirtualLab中SLM的仿真 jX5lwP Q|F  
@G  0k+  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 xy>~ 15  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Vk/CV2  
 为优化计算加入一个旋转平面 ]2kgG*^n"  
Np>[mNmga  
?ic7M  
.,t"i C:E  
2. 参数:双凸球面透镜 DN)Ehd.  
ek~bXy{O`  
q.6$-w  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 W)I)QinOH  
 由于对称形状,前后焦距一致。 4R5+"h:  
 参数是对应波长532nm。 V_JM@VN}Kk  
 透镜材料N-BK7。 *i#m5f}  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 z}v6!u|iZu  
5#+G7 'k  
b&s"/Y89  
m\~{l=jIS  
tZR%s  
n:cre}0.  
3. 结果:双凸球面透镜 .Ua|KKK C  
F+r3~T%  
@Y":DHF5q  
 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。 0q`n]NM  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 >gqM|-uY  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 k^-HY[Q9  
^mbpt`@  
.[Ezg(U}ze  
FZTBvdUYp  
Ar4@7  
4. 参数:优化球面透镜 -}nTwx:|5u  
6j9P`#Lt  
Yhu 6QyRV  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 bd],fNgJ  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 _&s37A&\  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 3#7D g't  
 透镜材料同样为N-BK7。 |,k,X}gP  
Y Gb&mD  
@&!HMl  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 03aa>IO  
i}mvKV?!|1  
rdd%"u+  
i6F`KF'i&  
5. 结果:优化的球面透镜 z Qtg]@S  
-' 7I|r  
> D:( HWL  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 'LY.7cW  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 tm27J8wPzV  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 =#qf0  
qH(3Z^#.|  
{L 7O{:J  
IN2FO/Y@  
6. 参数:非球面透镜 (xnXM}M&2Y  
6\4~&+;wL  
 )L}6to  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 &_cMbFLBP  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Ys|n9pW  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 fg1_D  
/$v0Rq9  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 -:w+`x?XaB  
pUV3n 1{2  
3=( Gb  
Cnp\2Fu/  
Ra%" +=  
7. 结果:非球面透镜 DpG|Kl|d  
Nrp0z:  
uZ}=x3B  
 生成期望的高帽光束形状。 `/en&l  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 uh`W} n  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 4,D$% .  
tE"aNA#=  
04eE\%?  
{<XPE:1>Y  
n_}=G RR  
8. 总结 N;4tvWI  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ZMs$C3  
i}C9  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 l#!p?l  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 YcJZG|[  
pF~[  
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。 3 K Y-+ k  
NYS |fa  
扩展阅读 Y/\y"a  
y%* hHnGd  
扩展阅读 [v7)xV@c  
 开始视频 Y](kMNUSg  
-     光路图介绍 :xdl I`S  
 该应用示例相关文件: `?Wy;5-  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 bB01aiUw@l  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
<=fYz^|XT  
DIx!Sw7EC  
k+8K[ ?K-  
QQ:2987619807 9d7`R'  
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