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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) 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: Zh'&-c_J uMd. j$$
zk}{ dG^M: O|'1B>X 4. 总结 >cgpaj x* 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 +!yXTC 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
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/-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。 :!TIK1 45 >XKr.%
^s :y/Kd #1nJ(-D+
HL K@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 s 1(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{>
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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
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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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