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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) , $F0D 应用示例简述 9G\3hL] 1. 系统细节 m">
=QP 光源 oVZ8p- — 高斯激光束 ^# g;"K0 组件 -W"0,.Dvg — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ?@ye*%w_ — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 !-}*jm p< 探测器 {w1h<;MH — 视觉感知的仿真 9;WOqBD — 高帽,转换效率,信噪比 &_x/Dzu!z 建模/设计 D0_x|a — 场追迹: {~{s =c0 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 'f<_SKd NGeeD?2~ 2. 系统说明 4Xho0lO& E3C[o! 5
~m=%a 0GR9C%"] 3. 建模&设计结果 ?F), 4Q pD.@&J~ 不同真实傅里叶透镜的结果: "+JwS hb\Y )HSp/
wuC tg= m6ws#%|[ 4. 总结 CoN/L`.SN 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 uTt:/gm 8`?j*FV7kq 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ' /* rCB 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Y>m=cqR L/+J|_J) 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 p5rRhu/|k3 y!D`.' 应用示例详细内容 Y,"MQFr(o :NyE d<' 系统参数 ZvKMRW ;l4\^E1 1. 该应用实例的内容 "4AQpD \uPTk)oaB 491I *w,gi.Y3 "{xv|C<*n 2. 仿真任务 [$Bb'],k >RnMzH/9 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。 R51!j>[fqM +E[)@;T 3. 参数:准直输入光源 1}M.}G2u/ #iDFGkK/
A>2p/iMc E,:pIw
4. 参数:SLM透射函数 j}*+-.YF #Kr.!uD
OIT;fKl9 5. 由理想系统到实际系统 sYI':UQe ?0%TE\I8 6+z]MT 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 GK%ovK 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 >D#}B1(! 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 E-iBA (H 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 1*CWHs 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 6x{IY
AAY UXY! ]*U')
%.U{):lNx I*2rS_i[T 应用示例详细内容 ^eRT8I "-:\-sMt{ 仿真&结果 "?,6{\y, Vatt9 1. VirtualLab中SLM的仿真 <~+ ZHasDZ8 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)。 ~=ys~em e 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ~mU_`o 为优化计算加入一个旋转平面 gXJ^o;R>M Z?mg1;Q ~]M" ;)a9Y? 2. 参数:双凸球面透镜 @/FX7O{n: V,5}hQJ
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hc 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 - S-1<xR 由于对称形状,前后焦距一致。 Th^#H 参数是对应波长532nm。 dhkpkt<G8 透镜材料N-BK7。 nWu4HFi 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 \TlUC<urP W9'jzP
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0&@pX~h: ;~1JbP 3. 结果:双凸球面透镜 3wl>a#f v{Vesf `1]9(xwhQ0 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。 V}-o):dI| 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ):
C4}&l 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 %m3efaC J3;KQ}F.I
(=rv `1 5zOSb$;
Beg5[4@ 4. 参数:优化球面透镜 [^~9wFNtd |vzWSm AAgA]OD, 然后,使用一个优化后的球面透镜。 NhX.yLb$ 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Sw'?$j^3 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 F2'cL @E3 透镜材料同样为N-BK7。 7gcG|kKT l.l~K%P'h
H>6;I 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Lm#d.AD)
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Hc|U@G yTiqG5r 5. 结果:优化的球面透镜 yfQE8v+ |pSoBA9U MGDv4cFE. 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 b%j:-^0V 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 BxYA[#fd} 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 D7/Bp4I#o
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IxBO$2 c@M@t0WT[ 6. 参数:非球面透镜 $t'I*k^N 38i,\@p`9$ }j*/>m 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 ped Yf{T 非球面透镜材料同样为N-BK7。 QPE.b-S 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 z-gG( T]-~?;Jh8 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 >+8I =S IQ~7vk() l}c2l'
VTfaZ/e. 4[ 0?F!% 7. 结果:非球面透镜 i]%"s_l {`CWzk? aZ`agsofk 生成期望的高帽光束形状。 F6VIH( 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 f`=T@nA 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 KdsvZim0> =XlIe{
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#q.G_-H4J@ 1[9j`~[([ 8. 总结 /,$\H 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 uA`PZ| + Z2<spqG 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 %v:h]TA 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ^ZWFj?`\UV )0MshgM 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。 chzR4"WZFt {bqKb=nyZ 扩展阅读 >ImM~SR) Am0C|(#Xm 扩展阅读 WTs[Sud/ 开始视频 4 xzJql - 光路图介绍 Ltd?#HP 该应用示例相关文件: L#q9_-(# - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 \[I . - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 .|`=mx 05I39/T% 810<1NP
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