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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) j)2I+[aoB  
应用示例简述 F~8'3!<9  
1. 系统细节 4 s ax  
 光源 s(nT7x+W  
— 高斯激光束 >v%js!`f  
 组件 mUbm3JIjJ  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 h7 E~I J  
— 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 ujRXAN@mC  
 探测器 ~L"$(^/  
— 视觉感知的仿真 m/1FVC@*  
— 高帽,转换效率,信噪比 8f/KNh7#s  
 建模/设计 |)+ SG>-  
— 场追迹: N(Ru/9!y"  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ~g\~x  
!+Xul_XG  
2. 系统说明 N^dQX,j  
HMCLJ/  
R7/S SuG6\  
b!P,+!<  
3. 建模&设计结果 *^uK=CH1?(  
oGRk/@  
不同真实傅里叶透镜的结果: cv aG[NF  
E=N$JM  
K9lekevB  
N#K)Z5J)b  
4. 总结 4LKpEl.=  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 u<Kowt<ci  
r*+~(83k  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 y)fMVD"(  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Qds<j{2  
bGCC?}\  
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]Z"Ok  
.;]WcC<3  
应用示例详细内容 2n,z`(=  
}6@E3z]AMO  
系统参数 E{<#h9=>  
vN'+5*Cgy6  
1. 该应用实例的内容 8YFG*HSa  
-Cs( 3[  
,*J@ic7"  
mol,iM*l  
w'K7$F51  
2. 仿真任务  y:RW:D&  
8>9Mh!t}(I  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 gx.\H3y  
2y - QH  
3. 参数:准直输入光源 J'}+0mln  
S=_u3OH0  
1.du#w  
>qo!#vJc a  
4. 参数:SLM透射函数 -qc'J<*^4  
&DWSf`:Hx  
o8R_ Ojh  
5. 由理想系统到实际系统 J"C9z{[Z&  
-D~K9u]U_  
E7L>5z  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 5@2Rl>B$  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 uO]D=Z\S(  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 {Dpsr` &  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 x4I!f)8Q  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 pG#tMec  
g{V(WyT@  
[P &B  
/x??J4r0  
!-lI<$S:  
应用示例详细内容 ESCN/ocV  
}|Qh+{H*.  
仿真&结果 M{J>yN  
rRRh-%.RU  
1. VirtualLab中SLM的仿真 !, BJO3&  
:^]Po$fl  
 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)。 3+Lwtb}XPF  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Qn$'bK2V  
 为优化计算加入一个旋转平面 3N_KNW  
G3_7e A#;  
ZWCsrV*;  
=3035{\  
2. 参数:双凸球面透镜 t{] 6GlW  
D,cD]tB2  
xw8k<`  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 hoFgs9  
 由于对称形状,前后焦距一致。 g$uiwqNA%  
 参数是对应波长532nm。 -dM~3'  
 透镜材料N-BK7。 (2;Aqx5i  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 :zU4K=kR  
6|EOB~|  
XZOBK^,5^B  
>)WE3PT/O"  
=8l' [  
TgcCR:eL=  
3. 结果:双凸球面透镜 _/:--Z  
5S4Nx>  
(f&V 7n  
 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。 $*{,Z<|2  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 j0L%jz  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 791v>h    
)j8'6tk)Z  
rPB Ju0D"  
I;XM4a  
~~{lIO)&  
4. 参数:优化球面透镜 /uWUQ#9  
XI Mh<  
UT@Qo}:  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 ikZYc ${  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 c^_+<C-F  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 Tcy9oYh!Pn  
 透镜材料同样为N-BK7。 A5R"|<UPR  
\ ERBb.  
W _[9  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Oyb9 ql^  
Idu'+O4  
w8+ phN(-M  
s1OSuSL>  
5. 结果:优化的球面透镜 Wgf f+7k  
s3Bo'hGxG  
eF;Jj>\R+i  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 s[4qC  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 .\`M oH  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 /\fR6|tJ  
&kf \[|y  
lGet)/w;c  
-wUT@a  
6. 参数:非球面透镜 xRZ K&vkKE  
tG]W!\C'h  
xz`0V}dPl  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。  =glG |  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 $m)eO8S+  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 #}1yBxB<=  
.5HD i-  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 1&h\\&ic  
ke6,&s%{j  
tv-SX=T  
HZ(giAyjq  
&|IO+'_  
7. 结果:非球面透镜 B|syb!g  
#x;d+Q@  
C^?/9\  
 生成期望的高帽光束形状。 -R9{Ak  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 G=e'H-  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Cf 202pF3y  
YPs9Pqkn  
u$qasII  
S!-t{Q+j^  
auB+g'l  
8. 总结 ']!wc8m1"  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 1)u,%  
akj#.aYk  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 a'q&[08  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 \1u^?cBd  
"MPS&OK  
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。 Gp_flGdGQ  
$5#DU__F/  
扩展阅读 \"I418T K  
"6~+ -_:  
扩展阅读 F.Bij8\  
 开始视频 =q[+ e(,3  
-     光路图介绍 ?J|  
 该应用示例相关文件: ^c}kVQ\g3  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 PE_JO(e;Xm  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
xxgdp. (  
un`4q-S7  
U[pR `u  
QQ:2987619807 B$q5/L$}  
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