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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) O,'#C\   
应用示例简述 Da_()e[9p  
1. 系统细节 C6]OAUXy:F  
 光源  to>  
— 高斯激光束 RV;!05^<  
 组件 R,,Qt TGB  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 4MLH+/e  
— 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 y' [LNp V  
 探测器 50$W0L$  
— 视觉感知的仿真 ?aWx(dVQ  
— 高帽,转换效率,信噪比 d:rGyA]  
 建模/设计 WbcS: !0  
— 场追迹: j_GBH8 `  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 >{nH v)  
q7_+}"i  
2. 系统说明 7u|B ](FS  
%\6Q .V#s  
"HK/u(z)  
iKAusWj  
3. 建模&设计结果 !MV@) (.  
Fe!9y2Mg  
不同真实傅里叶透镜的结果: Z h'&-c_J  
 uMd. j$$  
zk}{ dG^M:  
O|'1B>X  
4. 总结 >cgpajx*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 6R4<J% $P  
!Zjq9{t\"  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 eB]R3j{  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 >5ChcefH  
uM S*(L_  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 #ekM"p  
N`$!p9r  
应用示例详细内容 m4m<nnM  
QJBr6   
系统参数 7x k|+!  
<Ef[c@3  
1. 该应用实例的内容 #g9ZX16}  
<]d LX}C)  
kbI/4IRW  
Z :nbZHByh  
,={t8lN  
2. 仿真任务 $/Ov2z  
cUk*C  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 ^4pto$#@O:  
,D=fFpn  
3. 参数:准直输入光源 +!yX T C  
6v732;^  
m9":{JI.w  
^jSsa  
4. 参数:SLM透射函数 8@\7&C(g17  
i.y)mcB4  
Q8nId<\(  
5. 由理想系统到实际系统 o\=n4;S  
] d?x$>  
K$[$4 dX]  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 A :e;k{J  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 j*R,m1e8  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 A9:NKY{z  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 PK2~fJB  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 \RG!@$i  
MaY682}|y  
q|(W-h+  
/-M@[p&  
<L0#O(L  
应用示例详细内容 o l ({AYB  
Acm<-de  
仿真&结果 01@t~v3!Z  
lB;FUck9  
1. VirtualLab中SLM的仿真 .*/Fucr  
EqB)sK/3  
 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)。 Ip *g'  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 8Ogv9  
 为优化计算加入一个旋转平面 sRhKlUJG  
; H0{CkH  
_aS;!6b8W  
 IDFFc&  
2. 参数:双凸球面透镜 Y] g?2N=E  
5Fw - d  
(p)!Mq "^  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 \XzM^K3  
 由于对称形状,前后焦距一致。 X$n(-65  
 参数是对应波长532nm。 $'wq1u  
 透镜材料N-BK7。 [ .,>wo~  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 $lwz-^1t.  
{MBTP;{*~  
a2@c%i  
A#y@`} ]!'  
lCT{v@pp  
e":G*2a  
3. 结果:双凸球面透镜 D-p.kA3MJ  
KOSM]c\H  
o>]`ac0b}Y  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 0\QR!*'$  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 |V,<+BEi  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 :!TI K1  
45 >XKr.%  
^s:y/Kd  
#1nJ(-D+  
HLK@xKD<  
4. 参数:优化球面透镜 (R}ii}&  
R{hf9R,  
S~OhtHwK  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 Vm1-C<V9  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ^"8wUsP  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 Ri*3ySyb  
 透镜材料同样为N-BK7。 e]8,:Gd(  
[U{UW4  
P5 <vf  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 hVpCB,  
S=|@L<O  
KA s1(oG  
vIGw6BJI  
5. 结果:优化的球面透镜 'fd1Pj9~$  
J5M+FwZq  
tOl e>]  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 !  NV#U  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 2][DZl  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 \%jVg\4 '  
:Ixx<9c.  
y(jg#7)  
#\rwLpC1u  
6. 参数:非球面透镜 (=x"Y{%  
o2H1N~e#c  
>h~IfZU1  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 &dB-r&4;+  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ^rNUAj9Z  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 %|W.^q  
/! ajsn  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 I3b"|%  
RzKb{> ;A  
iI1n2>V3y  
v-j3bB  
~#K@ADYr  
7. 结果:非球面透镜 Y$>-%KcKeI  
C@\{ehG  
&?,U_)x/  
 生成期望的高帽光束形状。 )$GIN/i  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 l: |D,q  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 x[_=#8~.1x  
"8)z=n  
w*7|dZk{  
2 !1.E5.I  
OTWkUB{  
8. 总结 k3!a$0Bs;  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 PG%0yv%  
&n2e  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ;r\(p|e  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 sUkm|K`#  
:;;E<74e i  
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。 :Sg&0Wj+#j  
AEirj /  
扩展阅读 xg`h40c  
+!t}  
扩展阅读 }Rvm &?~O  
 开始视频 cV K7  
-     光路图介绍 unl1*4e+  
 该应用示例相关文件: 66&EBX}  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ]:]H:U]p  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
-F/st  
Ji'(`9F&a  
#EO1`9f48x  
QQ:2987619807 <Cpp?DW_  
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