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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) `Y Hn L4  
应用示例简述 +ZH-'l  
1. 系统细节 ^)$(Fe<  
 光源 &)UZ9r`z  
— 高斯激光束 FT.6^)-  
 组件 2tz%A~}4  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 t%@sz  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 s"u6po.'  
 探测器 RmF,x9  
— 视觉感知的仿真 S0,q@LV  
— 高帽,转换效率,信噪比 0ws1S(pq  
 建模/设计 cd_\?7  
— 场追迹: Ze `=n  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 sVdn>$KXk  
CPJ8G}4  
2. 系统说明 p mv6m  
Ir%L%MuR]  
O~3<P3W  
?HD(EGdx  
3. 建模&设计结果 bv %Bo4s  
m\9R;$ \  
不同真实傅里叶透镜的结果: GYv D*?uBc  
_~q!<-Z  
)OjTn"  
@Z0?1+k  
4. 总结 JmMB=} <  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 b02V#m;Z  
'G] P09`*)  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 /j7e q  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 g.L~Z1-  
isU7nlc!  
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。 12{F  
X#;n Gq)5  
应用示例详细内容 8 $5 y]%!  
x9ll0Ht  
系统参数 k2bjBAT  
Y-Iu&H+\  
1. 该应用实例的内容 Zv[D{  
+0,'B5 (E  
z@bq*':~J  
hc"l^a!7ic  
TJYup%q  
2. 仿真任务 u{| Q[hf[  
F~bDA~  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 pm2-F]  
dh9Qo4-{  
3. 参数:准直输入光源 "|N58%  
ar&j1""  
!sknO53`H`  
0B}O&DC%|  
4. 参数:SLM透射函数 fAEgrw%Ti  
Q!9  
ppm =o4`s[  
5. 由理想系统到实际系统 %rFR:w`{  
)2z<5 `  
Oy}^|MFfA  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 9f#~RY|#m  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 lF*}l  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 %wFz4 :  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 lpq) vKM}^  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 uOQ!av2"Rf  
bA_/ 6r)u  
W)X" G3  
&9+]{jXF  
H^Mfj!S  
应用示例详细内容 o*k.je1  
h6CAd-\x\  
仿真&结果 A ".v+  
3# g"Z7/  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Wtwo1pp  
`w6*(t:T  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 X!b+Dk  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 t)kc`3i<A  
 为优化计算加入一个旋转平面 40e(p/Qka  
qnu<"$   
vw'xmzgA  
OXxgnn>W'  
2. 参数:双凸球面透镜 b I-uF8"  
Ao )\/AR'  
*M?[Gro/  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 u Gmv`R_  
 由于对称形状,前后焦距一致。 exZgk2[0  
 参数是对应波长532nm。 H|Y*TI2vf8  
 透镜材料N-BK7。 `K7UWtp  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 D_N0j{E  
[+F6C  
(+CNs  
{e+}jZ[L  
:@RX}rKG  
b F MBIA|  
3. 结果:双凸球面透镜 FUP0X2P   
j%U'mGx  
en_W4\7^  
 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。 bhl9:`s  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Yu}[RXC(=  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 <Fi*wV  
| |u  
LE|DMz|J  
43}uW, P  
/HE{8b7n3F  
4. 参数:优化球面透镜 u}">b+{!  
!gm@QO cF  
i*]$_\yl"  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 x MFo  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 N;HG@B!m  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 { .j030Q  
 透镜材料同样为N-BK7。 BM o2t'L  
Rb_%vOM  
ri2`M\;gt  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 KY%LqcC  
&R))c|>OT&  
>g;995tG  
V"|`Z}XW  
5. 结果:优化的球面透镜 YO9ofT  
S-[S?&c`  
kXgc'w6EhF  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 [#SiwhF|  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 `qV*R 2  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 _]zH4o<p  
8 KRo<  
V6bjVd9|Z  
?sW}<8\  
6. 参数:非球面透镜 6VtN4c .Q  
YmwXA e:  
aM4-quaG]  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 cl'wQ1<:   
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 wu.>'v?y  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 3ESrd"W=  
vawS5b;  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Yw6uh4  
6@x^,SA  
R:`)*=rL%  
I uC7Hx`z  
q $=[v  
7. 结果:非球面透镜 wg4Ol*y'  
)~CNh5z 6Y  
25;(`Td 5  
 生成期望的高帽光束形状。 FY)US>  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 H@te!EE  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 mgTzwE_\  
)S`=y-L$  
}J`cRDO  
A`* l+M^z  
5 FE&  
8. 总结 _`. Q7  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ><qA+/4]_  
aP]h03sS  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。  L+CPT  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ')TS'p,n  
s`|KT&r  
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。 hOYP~OR  
CY\D.Eow  
扩展阅读 ,hWuAu6.L  
8H,k0~D  
扩展阅读 qJJ}, 4}  
 开始视频 iikMz|:7U  
-     光路图介绍 =&)R2pLs*  
 该应用示例相关文件: kz G W/  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 #itZ~tol  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
}nptmc  
Q)=2%X  
TPYh<p#  
QQ:2987619807 Os*s{2OvO  
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