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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) S +He  
应用示例简述 ,HkJ.6KF  
1. 系统细节  d00r&Mc  
 光源 ;gF"o5/Q  
— 高斯激光束 4)`{ L$  
 组件 MT3UJ6~P  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 {5,CW  
— 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 [P<oyd@#  
 探测器 4|~o<t8  
— 视觉感知的仿真 %rf<YZ.\  
— 高帽,转换效率,信噪比 0_ ;-QAd  
 建模/设计 RW3&]l=  
— 场追迹: Z*k}I{0,-  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 v +7<}  
Ts.6 1Rx  
2. 系统说明 *@D.=i>  
DCHU=r  
$:>K-4X\}  
\KTX{qI"f  
3. 建模&设计结果 DlaA-i]l  
1v`*%95  
不同真实傅里叶透镜的结果: w|NLK  
EayZ*e ]  
&L_(yJ~-  
z+;+c$X  
4. 总结 /: B!hvpw  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $[H3O(B0*  
aC;OFINK  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 0PZpE "$X  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 t)5bHVx  
xgfK0-T|[  
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。 59GS:  
*S7<QyVh  
应用示例详细内容 UZqr6A(/H  
E<0Y;tR  
系统参数 V4_ZBeWA  
cZA l.}/  
1. 该应用实例的内容 *!vwW T  
oPl^tzO  
o H$4K8j  
L_Z>*s&  
g%Eb{~v  
2. 仿真任务 rxt)l  
Gq?JMq#  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 ttgb"Wb%S  
9[T}cN=|  
3. 参数:准直输入光源 L2+~I<|>  
sZ_+6+ :  
+hGr2%*0f  
,-D3tleu`  
4. 参数:SLM透射函数 n' &:c}zKO  
(*F/^4p!$  
O,u$L  
5. 由理想系统到实际系统 HZKqGkE  
'_>8_  
@!`x^Tzz  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 | bDUekjR  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 'b~,/lZd  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 )CKPzNf  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 jYI\.bc  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 D5^wT>3>  
"&W80,O3  
WWZ`RY  
0w)Gb}o$  
s,Azcqem  
应用示例详细内容 vq=nG]cE)  
/6QwV->  
仿真&结果 l$ ^LY)i  
B)*?H=f/  
1. VirtualLab中SLM的仿真 0o7*5| T4  
 >cw%ckE  
 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)。 @L0xU??"|  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 UU'0WIbY6  
 为优化计算加入一个旋转平面 juIi-*R!  
_Oc5g5_{  
fRh}n ^X  
h9RL(Kq{  
2. 参数:双凸球面透镜 VH M&Y-G  
gjFpM.D-.  
S\io5|P  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 v(=?@ tF}E  
 由于对称形状,前后焦距一致。 *!NxtB!LC  
 参数是对应波长532nm。 /F@CrNFb(  
 透镜材料N-BK7。 <<w*_GM  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 _xY dnTEl  
}ff+RGxLIG  
> zA*W<g  
+adwEYRrr  
_3%eIyk4T  
lWPh2k  
3. 结果:双凸球面透镜 ~ kwS`  
q]Vxf!0*>  
,i)wS1@  
 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。 )[wB:kG  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 nEHmiG  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 /Ixv{H)H  
k~Z;S QyN  
{f"oqry_g  
YC[c QX  
Ahk q  
4. 参数:优化球面透镜 };Pdn7;1G:  
3FY87R   
9$f%  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 g286 P_a`*  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 0hg4y  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 8B! MgNKV  
 透镜材料同样为N-BK7。 \r1nMw3&  
UMUG~P&@  
G,!{Q''w  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003  I9Lt>*  
'pj*6t1~  
MFeY}_d<  
i"#pk"@`  
5. 结果:优化的球面透镜 !mH !W5&  
gz#2}  
[nA1WFfM  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 1 R,SA:L$  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 nT :n>ja  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 0oQJ}8t  
[2{2w68D!  
TXT!Ae  
 qC6@  
6. 参数:非球面透镜 qh|fq b  
J\Db8O-/x4  
]TVc 'G;  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 #+&"m7 s  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 'i <%kL@  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 jr(|-!RVMN  
6<fcG  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 n"w>Y)C(X)  
J@A^k1B  
kho$At)V  
W[f%m0  
Ax6zx  
7. 结果:非球面透镜 yMEI^,0"  
<UY9<o  
b ,x$wP+  
 生成期望的高帽光束形状。 <Uu[nUJ  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 F9k}zAY\J  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 _6m{zvyX>  
dDA,Ps  
97dF  
5?A<('2  
&Qe2 }e$  
8. 总结 G\R6=K:f7  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 =om<*\vsO  
@1~cPt   
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 @^%YOorr  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 p7W9?b9  
OaKr_m  
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。 s<;{q+1#  
Yyw9IYB;  
扩展阅读 `#:(F z  
)-m/(-  
扩展阅读 J| 1!4R~  
 开始视频 p+228K ;H  
-     光路图介绍 {]%7-4E  
 该应用示例相关文件: IOa@dUh7a,  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 l,5isq ;m  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
fZ(k"*\MZ  
8_Z"@  
MO? }$j  
QQ:2987619807 e~SRGyIww  
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