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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) lz YEx  
应用示例简述 &j4xgh9  
1. 系统细节 }\HN&@  
 光源 S{;sUGcu  
— 高斯激光束 @\|_  
 组件 NdL,F;^  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 V,q](bg  
— 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 h3bff#<K  
 探测器 jp0<pw_  
— 视觉感知的仿真 ^Wc@oa`  
— 高帽,转换效率,信噪比 99:C"`E{  
 建模/设计 in~D  
— 场追迹: 3[O=x XB  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 zUKmxy@  
Zb1<:[  
2. 系统说明 o$w_Es]Ma  
JsDpy{q  
&;D8]7d  
vg3=8>#  
3. 建模&设计结果 +)y^ 'Qs  
a"FCZ.O1  
不同真实傅里叶透镜的结果: 8g&? Cc  
&K.?p2$X  
>sK!F$  
#=6E\&NC  
4. 总结 ^c&L,!_)H  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 W7 Cc  
xL{a  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 9\/xOwR  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 8ELCs<xI  
MrDc$p W G  
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。 i(iXD  
5\e9@1Rc  
应用示例详细内容 w+yC)Rmz  
4WJ.^(  
系统参数 ,QcF|~n  
@7?#Y|`  
1. 该应用实例的内容 7 T1=q{#M  
<4P4u*/o  
w)Q0_2p.  
#)C[5?{SNq  
1XD,uoxB  
2. 仿真任务 j!]YNH@  
O+]Ifm[  
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。 _NMm/]mN /  
<Dwar>}  
3. 参数:准直输入光源 sOU1n  
B]uc<`f  
tD+9kf2  
UPG9)aF  
4. 参数:SLM透射函数 bI:zp!-.  
yt.F\[1  
3?1`D/  
5. 由理想系统到实际系统 H[S%J3JI  
D^=J|7e  
P;Ga4Q.  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 `QyO`y=?[Y  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 T3k#VNH  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 1+}{8D_F  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 OoA|8!CFa  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 hFH*B~*:#  
X22[tqg;&  
U c@Ao:  
g7O qX \  
TrLu~4  
应用示例详细内容 @>W(1mRi  
EUN81F?  
仿真&结果 +\F'iAs@  
rEv$+pP  
1. VirtualLab中SLM的仿真 "4uS3h2r  
qzf!l"bT  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 &NH$nY.r  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 SjwyLc  
 为优化计算加入一个旋转平面 L IZRoG8  
wtH? [>S;)  
\}p6v}  
sB c (gr  
2. 参数:双凸球面透镜 r[lF<2&*R  
uF1~FKB  
RPE5K:P  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 r=X}%~_8X  
 由于对称形状,前后焦距一致。 dIRm q+d^  
 参数是对应波长532nm。 hvDNz"ec{  
 透镜材料N-BK7。 XT@-$%u  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 C4~;yhz  
w8Sp <6*  
IHJ=i-  
%we u 1f  
<;#~l*  
FE2f'e  
3. 结果:双凸球面透镜 -3;*K4z$/  
$`z)~6'  
ML( E o  
 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。 DjN|Wr)*  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 `eIenA  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 &:, dJ  
$CY't'6Hn  
Bh=u|8yxc  
BPdfYu ,il  
N1|$$9G+  
4. 参数:优化球面透镜 20Z8HwQi  
; =X P&  
}MHCd)78b  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 ?)`L$Vr=  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 =u+d_'P7-R  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 )e a:Q?  
 透镜材料同样为N-BK7。 *g[^.Sg  
^sVX)%  
brdmz}  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 "87ghj_}  
A9kzq_ 3  
|m80]@>  
v7DE  
5. 结果:优化的球面透镜 DM}YJ  
\U[ {z&]~  
7LU}Iiv  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 dO4{|(z  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 lhw()u  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 `~ * @q!  
uU:CR>=AKW  
,;(PwJe  
_ h": >  
6. 参数:非球面透镜 FxVZ[R  
rwG CUo6Z  
w*|7!iM  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 Wh%ucX&  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 e{v=MxO=S  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 &d5ia+ #  
ngat0'oa  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 sRrzp=D  
ea~:}!-P  
_<NMyRJo  
:P@rkT3Qt  
*H.oP  
7. 结果:非球面透镜 m/qbRk68s  
y !!E\b=  
HjGyj/78w  
 生成期望的高帽光束形状。 !V,{_(LT  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Pw;!uag  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Ce")[<:  
^4`Px/&  
,$ ^C4I  
IrWD%/$H  
ty*@7g0k  
8. 总结 o`q_wdy?  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 n Ml%'[u  
;x8k[p~2  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 lME)?LOI  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 t6A:Z mG_  
_!?Hu/zo  
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。 LI6hE cM=  
3RR_fmMT)  
扩展阅读 Q]w&N30  
y T#{UA^  
扩展阅读 k!KDWb  
 开始视频 K&U7H:  
-     光路图介绍 0sh/|`\  
 该应用示例相关文件: o)[2@fRC(  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 #zR bx  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
Iy.rqc/86  
!grVR157P  
V2<?ol  
QQ:2987619807 z8J."27ND  
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