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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) 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 "/wZtc  
]81P<Y(7  
6VIi 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。 #p Ld';  
iE>T5XV8$B  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 I)T]}et  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~Sh8. ++}  
'9*(4/,UJJ  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 usX aT(K  
e0qU2  
应用示例详细内容 66!cfpM  
S}mqK|!  
系统参数 6_rS!X  
HOBM?|37CU  
1. 该应用实例的内容 |cUTP!iy  
Fn1|Wt*  
w 7s+6,  
?u/RQ 1  
ZxLgV$U  
2. 仿真任务 $QN}2lJ>  
]+Ik/+Nz  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 c/%i,N\5  
@WEDXB  
3. 参数:准直输入光源 3%p^>D\  
h`;w/+/Zr  
?@!dc6   
-YPUrU[)  
4. 参数:SLM透射函数 EPkmBru ^  
/J9|.];%r  
h0_od/D1r  
5. 由理想系统到实际系统 T5$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 W w\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。 dA 03,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 l h#  
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_ 4 j"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:  
Yq0jw&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\wA L  
ZU K'z  
E-i <^&E  
QQ:2987619807 !cA4erBP  
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