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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) SL*B `P~{ 应用示例简述 2"NJt9w 1. 系统细节 fHM<6i<C 光源 KF-n_:Bd+ — 高斯激光束 7VR+EV 组件 +4)Kc9S# — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 <Q%\pAP}b — 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 ba
,2.| 探测器 t,&1~_9 — 视觉感知的仿真 :V8 \^ — 高帽,转换效率,信噪比 xvb5-tK
- 建模/设计 H1N%uk=kV — 场追迹: `,xKK+~YG- 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 3]V"9+ 8E|S`I 2. 系统说明 "/wZt c ]81P<Y(7
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nuOW 40mgB4I 3. 建模&设计结果 @'dtlY5; ZMoN 不同真实傅里叶透镜的结果: 0*x RHeql*`
4R.rSsAH iFpJ/L 4. 总结 ,|}Pof=]xk 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 #pLd'; iE>T5XV8$B 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 I)T]}et 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~Sh8. ++} '9*(4/,UJJ 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 usX
aT(K e0qU2 应用示例详细内容 66!cfpM S }mqK|! 系统参数 6_rS!X HOBM?|37CU 1. 该应用实例的内容 |cUTP!iy Fn1|Wt* w7s+6, ?u/RQ 1 ZxLgV$U 2. 仿真任务 $QN}2lJ> ]+Ik/+Nz 在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 c/%i,N\5 @WEDXB 3. 参数:准直输入光源 3%p^>D\ h`;w/+/Zr
?@!dc6
-YPUrU[) 4. 参数:SLM透射函数 EPkmBru
^ /J9|.];%r
h0_od/D1r 5. 由理想系统到实际系统 T 5$db-^ Y`.FSs Xz4T_-X8d 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 HN?NY 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 __O@w. 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 DSf 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 Wo+fMn(O 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 8A}cxk
gn4+$ f~w *.qm+#8W
?%K7IJ% qy|[V 应用示例详细内容 Ti:PKpc 2)cq!Zv 仿真&结果 ROqz$yY %zsY=qT 1. VirtualLab中SLM的仿真 }RvinF:5 sbqAjm} 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 aGSix}b1P 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 X2\1OWR0 为优化计算加入一个旋转平面 m?*}yM \2]M&n GT &![3{G"+>l M5\$+Tu 2. 参数:双凸球面透镜 Ww\M3Q`h ~*NG~Kn"s >JVdL\3 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 "=H(\V 由于对称形状,前后焦距一致。 iX
(<ozH 参数是对应波长532nm。 ;D'6sd" 透镜材料N-BK7。 pg0Sq9qCN 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 dA03,s IPHZ~'M
{/ef`MxV
} ,r_%p<lOFu
L"[2[p JO[7_*s 3. 结果:双凸球面透镜 `|=hl~ V)<Jj J> Z.2 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 h$`zuz 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 2J;_9
g&M 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 1|bg;X9+ %7}ibz4iF
>8;EeRvI sx1w5rj.Y0
e)BU6m% 4. 参数:优化球面透镜 4J5 RtK G1tua"Px 2e_ m>I 然后,使用一个优化后的球面透镜。 -}x( MZ 通过优化曲率半径获得最小波像差。 !
mb<z^>5 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 A r,fmq 透镜材料同样为N-BK7。 Ie"eqO! )JA9bR
< m:-=K 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 H3#rFO"C* {J~VB~('
a'!p^/6? M4}b lh# 5. 结果:优化的球面透镜 ;M<R
e SPu+t3 Qo\+FkhYq 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 +d!"Zy2|B 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Bcl6n@{2f 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 [6cF#_)*
\p.eY)>
O_4j"0 /0 2-0mNv 6. 参数:非球面透镜 \%/Y(YVm 5}Z_A?gy Xte"tf9(C 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。
JRr'81\ 非球面透镜材料同样为N-BK7。
8[rZRc 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 1ir~WFP 4{6XZ_J1 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 S;tv4JY rO[ Zx'a wl5+VC*l0
IeT1Jwe FR^(1+lx& 7. 结果:非球面透镜 H^fErl ,Pj UlcO_ (|dN6M-.K 生成期望的高帽光束形状。 {?uG] G7 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 `xsU'Wd^< 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 AGMrBd|J{ v5A8"&Jr
} m&La4E
>A.m`w G[lNgVbU@ 8. 总结 kWZ/O 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 rUDMQxLruV =bh.V@* 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 }J+\o~ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 w$$vR -F&*>?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。 u.ub: Yq0j w&v
扩展阅读 T :0#se }ZB:nnG 扩展阅读 C^fUhLVSZ^ 开始视频 <2ymfL-q - 光路图介绍 z;1qYW[-A 该应用示例相关文件: \(;X3h - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 $E6bu4I - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 VWT\wAL
ZUK'z E-i<^&E QQ:2987619807 !cA4erBP
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