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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) 8/f,B:by 应用示例简述 ewqfs/ 1. 系统细节 FW:x XK 光源 N.C<Mo — 高斯激光束 w4 <FC$ 组件 Ql>DS~a — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 sn&y;Vc[$ — 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
(bi}?V* 探测器 b w!;ZRK — 视觉感知的仿真 \~1M\gZP — 高帽,转换效率,信噪比 1vBR\!d?7 建模/设计 xR2E? 0T — 场追迹: t5#IiPp 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 U7.3`qd" bo rt2k 2. 系统说明 wxXp(o( GFOd9=[
[Z|R-{" HcA;'L?Dw 3. 建模&设计结果 U[=VW0 (Bd8@}\u_ 不同真实傅里叶透镜的结果: bE.,)GY *,~d!Fc
v'7,(.E (,`ypD +3q 4. 总结
2&O!<C j 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 s_-G`xT>{ <<gk<_7` 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 WF<`CQ g[ 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Rz1&(_Ps wQ qI@ 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。 W[[3'J TF ^4_)a0Kcm, 应用示例详细内容 XP<wHh L8N`<a5T 系统参数 Z 9mY*}:U~ C3Q[L}X\ 1. 该应用实例的内容 pi:%Bd&F m'k.R
j y|U3 9(DS"fgC BRbx. 2. 仿真任务 XtVx
H4q Mib(J+Il 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。 uyMxBc%6 .}S9C]d:a 3. 参数:准直输入光源 , j^ /~ @6 uB78U4O
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F ZIQy}b' 4. 参数:SLM透射函数 DcA{E8Y .5'M^
1X2MhV 5. 由理想系统到实际系统 ?Z=
%I$i ]#;;)K}> n#Xi Co_\ 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 yjlX@YXnw 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 R!b<Sg 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 VVO C-: 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 wUj[c7Y% 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 C-lv=FJEk/
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E}Q'Wz|k %!I7tR#; 应用示例详细内容 YKKZRlQo G#-t&gO3 仿真&结果 b?eIFI&w^l -/rP0h5# 1. VirtualLab中SLM的仿真 F7lhLly P_6oMR 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 ^.)oQo SE 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Bee`Pp2 为优化计算加入一个旋转平面 esU9 @dei}!e m/uBM6SXx IHHL. gT 2. 参数:双凸球面透镜 7{>mm$^|V @ -CZa^g Xc~yr\%] 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 VWf&F`^B( 由于对称形状,前后焦距一致。 TG9 a1q 参数是对应波长532nm。 =vJ:R[Ilw 透镜材料N-BK7。 Hy=';Ccn} 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 V
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+.^BM/z^O c-1,((p 3. 结果:双凸球面透镜 6BK-(>c(6 [y$P'Y BUB$k7{z 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。 sI\v}$(~ 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 bQd'objpY 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Nki08qZ[ B!{vSBq
L~9Q7 6w 2$ m#)*\
VRden>vKN 4. 参数:优化球面透镜
K|[p4*6 iY@wg 8ry @p`*MWU 然后,使用一个优化后的球面透镜。 *} @Y"y 通过优化曲率半径获得最小波像差。 5B6twn~[ 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 G*;?&;* 透镜材料同样为N-BK7。 xE>H:YPm ?RW7TWf L_4c~4 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 xAJ
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hGh (j<FS>## 5. 结果:优化的球面透镜 uBpnfIe DpD19)ouy Yf1&"WW4 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 E3..$x-/ 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 3an9Rb V 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 X=C*PWa7
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;IV /Z3 Mlm{ 6. 参数:非球面透镜 QjT$.pUd c_V^~hq zEM c) 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 d `MTc 非球面透镜材料同样为N-BK7。 rF@njw@ 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 D;?cf+6$ uX/K/4 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 stxei
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Y5mQY5u| ov3FKMG? 7. 结果:非球面透镜 }xx" T'^ Do/ x."R_> 生成期望的高帽光束形状。 ;-0
d 2Z 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ztS:1\ 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 |.#G G7F^S 4 H<.
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(r6'q0[ fk*I}pDx 8. 总结 $Wy(Wtrx| 基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 1j_gQ,'20 /]1$Soo 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 oMNt676 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ?8U#,qq#` nsA}A~(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。 Ei HQ&u* !+Fr U'^ 扩展阅读 r5,V-5b `{KdmWhW 扩展阅读
<(Rbu2_ 开始视频 olv0w;s - 光路图介绍 IgIM8"N 该应用示例相关文件: v:F_!Q - SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 W5*Kq^6Pd - SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真 WqO4_;X6/ Xi~7pH Wa5B;X~ QQ:2987619807 ROhhd.
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