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infotek 2021-08-02 10:24

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) %Q5 |RL D  
应用示例简述 T'%R kag>  
1. 系统细节 kO8oH8Vt  
 光源 .!g  
— 高斯激光束 }vX/55  
 组件 (0 S;eM&  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 FzQ6UO~'  
— 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 ~"U^N:I"  
 探测器 ~qb-uT\(99  
— 视觉感知的仿真 @?[}\9dW  
— 高帽,转换效率,信噪比 P{>-MT2E  
 建模/设计 x1 1ug  
— 场追迹: WeS$$:ro  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 4]ETF+   
+C`zI~8  
2. 系统说明 >L88`  
`g,i `<  
Ug^vVc)  
qf B!)Y  
3. 建模&设计结果 Q+^"v]V`d  
T|h'"3'  
不同真实傅里叶透镜的结果: XbW 1`PH  
zFO#oW,D  
#9@UzfZAwT  
A!ak i}aT~  
4. 总结 aumM\rY  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 1H7 bPl|  
P&9&/0r=_  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 =_9grF-  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 iVf8M$!m  
bc*CP0t|  
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。 :LX (9f   
Te&5IB-  
应用示例详细内容 , Y cF~  
C4t@;U=x  
系统参数 ](sT,'  
}Uunlz<  
1. 该应用实例的内容 '&Tq/;Ml  
ynG@/S6)K  
OA8iTn  
kZHIzU  
!1Z rS  
2. 仿真任务 +p_>fO  
$|!@$Aj  
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。 h<IPV'1  
1A;f[Rze  
3. 参数:准直输入光源 qZDP-  
CC{{@  
x_BnWFP  
8z'_dfP=5  
4. 参数:SLM透射函数 qgZN&7Nn:  
!ZTBiC5R  
9|1J pb  
5. 由理想系统到实际系统 w2o5+G=  
 B/ACU  
Rkz[x  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 zT"W(3  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 PvqG5-L~W  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 &{H LYxh   
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 dI$M9;  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 bf-V Q7  
g0-J8&?X  
qr_:zXsob_  
?D`h[ai  
4WZ"8  
应用示例详细内容 xE%sPWbj  
,)7y? *D}  
仿真&结果 P`!31P#]L  
v* /}s :a  
1. VirtualLab中SLM的仿真 |sklY0?l(  
k1Thjt  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 Ob>M]udn  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 [ nG@ 3n  
 为优化计算加入一个旋转平面 X*Cvh|  
UfAN)SE"  
J}37 9  
0z:BSdno  
2. 参数:双凸球面透镜 M~t;&po  
qJf=f3  
Fy-N U  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Y<EdFzle  
 由于对称形状,前后焦距一致。 %+e% RZ3  
 参数是对应波长532nm。 B$@fE}  
 透镜材料N-BK7。 <m!(eLm+B  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 QvjOOc@k~n  
yi$Jk}w  
F1UTj "<e  
STY\c5  
!$5.\D  
WyD L ah^/  
3. 结果:双凸球面透镜 XDcA&cM}p  
S@PAtB5  
?ta(`+"  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 /WWD;keP5  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Zbobi,  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 3ZEV*=+T5  
|'" 17c&  
[$[1|r *Q  
+X&b  
"o.g}Pv  
4. 参数:优化球面透镜 c[QXc9  
<qpDAz4k  
Zn]njf1x  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 + IpC  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 :`w'}h7m  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 6~_ TXy/  
 透镜材料同样为N-BK7。 tjIT4  
Hp!c\z;  
mcB8xE  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 //_aIp  
7(oX 1hN  
~gA p`Q  
D3BT>zTGK  
5. 结果:优化的球面透镜 d}`Z| ex  
S"wn0B$"  
1<ic 5kB  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。  edv&!  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 4Y#F"+m.]  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 sS5:5i  
,m)k;co^  
eAPNF?0yh  
S[zX@3eZV  
6. 参数:非球面透镜 6bXR?0$*M.  
~ & @UH  
_'"whZ)2  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 &+v!mw>  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Z:2a_A tm  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 6pCQP c*A  
<@puWm[p  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9h$08l  
(ndTEnpp  
Jiv%Opo/|  
1'G&PX   
nGqD{!i<  
7. 结果:非球面透镜 zc n/LF  
E1&9( L5  
8 o SNnT  
 生成期望的高帽光束形状。 (WISf}[l;  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 $yA>j (k4  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 OdrnPo{  
PS=N]e7k'  
6|Qg=4_FHt  
_3'FX# xc  
Hido[  
8. 总结 {Hu@|Q\ ~&  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 nH=8I~jp  
,R~{$QUl  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 KT>eE  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 y| 7sh  
Hv~& RZpe  
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。 ]#fmih^  
A./ VO  
扩展阅读 pp2,d`01[L  
5S EyAhB  
扩展阅读 7%Q?BH7{  
 开始视频 {%"n[DLps  
-     光路图介绍 [K=M; $iQ  
 该应用示例相关文件: QQPT=_P]  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 C2[* $ 1U  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
}^@Q9<P^E  
uSl&d  
fVXZfq6  
QQ:2987619807 @5rl;C  
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