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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) VU d\QR-  
应用示例简述 r$~HfskeI  
1. 系统细节 :4%k9BGAj"  
 光源 # 4PVVu<  
— 高斯激光束 *`RkTc G  
 组件 Y.r+wc]  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 o.l- 7  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 j,dR,Nd  
 探测器 iW /}#  
— 视觉感知的仿真 5o8EC" 0  
— 高帽,转换效率,信噪比 /~f'}]W  
 建模/设计 /gkX38  
— 场追迹: 3kMf!VL  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 3;s\OW`  
Hg$lXtn]  
2. 系统说明 sp*v?5lW  
5N&?KA-  
*w&Y$8c(  
"!%l/_p?  
3. 建模&设计结果 C-[eaHJ'$  
H}bJ"(9$vC  
不同真实傅里叶透镜的结果: MFAH%Z$  
=zKM=qba  
%Qdn  
[mGLcg6Fw  
4. 总结 nK%LRcAs  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 "~C,bk  
3x'|]Ns  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 [^98fAlz6  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ?oHpFlj  
o$lM$E:  
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。 p sMvq@>  
FE|JHh$  
应用示例详细内容 "mvt>X  
cP_.&!T  
系统参数 JB[~;nLlC  
Vt&2z)Zz  
1. 该应用实例的内容 l3I:Q^x@  
=w 2**$  
SmSH2m-  
S2VA{9:m  
k5.Lna  
2. 仿真任务 )ea>%  
T !WT;A  
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。 O5nD+qTQ#  
y''z5['  
3. 参数:准直输入光源 R3&Iu=g  
{go;C}  
GM f `A,>  
MXNFlP  
4. 参数:SLM透射函数 V7fq4O^:  
DKJmTH]rUg  
A1>OY^p3%  
5. 由理想系统到实际系统 ]{mPh\  
G.a bql  
l$pm_%@2]  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 mQ 26K~  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 1+{{EOZ4  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 ZyPVy  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 hVAn>_(  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 X296tA>C`  
W^LY'ypT  
:Cs4NF   
-Xm'dwm  
^sEYOX\  
应用示例详细内容 `1{ZqRFQ  
rkCx{pe9  
仿真&结果 [<6^qla  
/quc}"__  
1. VirtualLab中SLM的仿真 4,gK[ dc  
O6a<`]F  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 <?}-$  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 })8N5C+KU  
 为优化计算加入一个旋转平面 rt~d6|6  
dx{bB%?Y\=  
GmEJhr.3`=  
j2.|ln"!  
2. 参数:双凸球面透镜 hl(hJfp  
BmMGx8P  
|5~#&v_  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 9gEwh<  
 由于对称形状,前后焦距一致。 \[_t]'p  
 参数是对应波长532nm。 #;q dY[v  
 透镜材料N-BK7。 z] P SpUd  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 |[ k.ii6iO  
`nv~NLkl  
(X1e5j>Ru  
0g y/:T  
u#;7<.D  
xH(lm2kvT  
3. 结果:双凸球面透镜 }`QUHIF  
ag#S6E^%S  
w?k>:,'[  
 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。 zrL$]Oy}x  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 .4M.y:F  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 &5spTMw8  
)3Iz (Ql  
[.'|_l  
Ng>5?F^v  
3kIN~/<R+7  
4. 参数:优化球面透镜 gG:Vt}N  
_jI,)sr4ic  
w\}ieI8J  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 4Lh!8g=/  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 k_qd |  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 }=UHbU.n~!  
 透镜材料同样为N-BK7。 W5lR0)~#*  
t?ZI".>  
M7a.8-!1  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 o]` *M|  
YX7L?=;.@  
'(VJ&UlS2  
{M$1N5Eh  
5. 结果:优化的球面透镜 WJndoB.f[2  
goRL1L,5  
>#;.n(y  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 w%VU/6~  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 }~j lj  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 m )zUU  
*,)Md[  
+p_CN*10H  
G5RR]?@6V  
6. 参数:非球面透镜 ;%5N%0,  
P[#e/qnXu|  
 &)Tdc  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 Ar|0b}=)>  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 9J*\T(W  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 f ue(UMF~  
AGO+p(6d=g  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 N/'b$m5= S  
'&R2U_  
OU(8V^.  
@* jz o  
VimE@Hz  
7. 结果:非球面透镜 v ~?qz5:K~  
]^n7  
C12Fl  
 生成期望的高帽光束形状。 |&nS|2.'  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 &yTqZ*Yuk  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 |'8Nh  
'8. r-`l(  
+nhLIO{{L  
o>i4CCU+  
$Sx'sA2  
8. 总结 k&q;JyUi  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 J +DDh=%  
=/+-<px  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 4qh?,^Dq  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 =^f<v_L  
sPQQ"|wU  
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-)+bV G  
f#"J]p  
扩展阅读 9r<J"%*Q  
T_ <@..C  
扩展阅读 @#>rYAb8,  
 开始视频 ~i{(<.he  
-     光路图介绍 $q{!5-e  
 该应用示例相关文件: G1tY)_-8[  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 rgv?gaQ>  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
o5O#vW2Il&  
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7\[@ m3s  
QQ:2987619807 1;8UC;,  
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