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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) {|<yZ,,p  
应用示例简述 'h^Ya?g  
1. 系统细节 Q}cti /  
 光源 l-Ha*>gX[j  
— 高斯激光束 p+5J  
 组件 vvs2:87zvJ  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ,N;2"$+E  
— 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 $|@pY| f  
 探测器 )a5ON8?  
— 视觉感知的仿真 _s<s14+od  
— 高帽,转换效率,信噪比 "?kDR1=7A  
 建模/设计 KYwUkuw)  
— 场追迹: mnBTZ/ZjS  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 +SE\c  
7yXJ\(6R_  
2. 系统说明 L8H:, } 2  
FS=LpvOG)  
PVIZ Y^64  
A,xPA  
3. 建模&设计结果 jE=m4_Ntn  
D>;_R HK  
不同真实傅里叶透镜的结果: .5AFAGv_c  
UG_ PrZd  
KFRf5^%  
gK(G1  
4. 总结 !* KQ2#e  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 3)L#V .  
z}B8&*>  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 +v'2s@e` #  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 +'+ Nr<  
2b,edJVt?  
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。 /9,'.  
%O f w"W  
应用示例详细内容  zY7M]Az  
edCVIY'1  
系统参数 zb4{nzX=  
Qa\,)<'D:  
1. 该应用实例的内容 o3eaNYa  
[b&V^41W  
p|NY.N  
(C1~>7L  
r> Xk1~<!  
2. 仿真任务 {0n p  
Q'!'+;&%  
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。 s;E(51V<>  
xf8[&?  
3. 参数:准直输入光源 fI2 y(p{?  
`IJ)'$pn  
2VUN  
8SL E*c^8  
4. 参数:SLM透射函数 -3 ANNj  
l_$>$d  
UjLq[,_!  
5. 由理想系统到实际系统 mPqK k  
%`K{0b  
fAz4>_4  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 JiO8 EIM  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 w ^^l,  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 3TLym&  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 [i.c;'Wy/  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 K'e,9P{  
FGie*t  
KaS*LDzw  
3-6MGL9  
|pbetA4&  
应用示例详细内容 gdoaXw;Sy  
p:$kX9mT&  
仿真&结果 8z7eL>)  
?b'(39fj  
1. VirtualLab中SLM的仿真 z_'!?K{  
O"kb*//  
 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)。 \,n X/f  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 nUVk;0at  
 为优化计算加入一个旋转平面 N !ay#V  
YU`k^a7%  
r#_0_I1[  
lj8ficANo  
2. 参数:双凸球面透镜  W/u(9  
\CE+P5  
{Y=k`t,  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 d0|{/4IWw;  
 由于对称形状,前后焦距一致。 !FyO5`v  
 参数是对应波长532nm。 {06ClI  
 透镜材料N-BK7。 Z%LS{o~LK.  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 0bJT0_  
\6.dGKK  
\ K}KnJ  
Mae2L2vc  
bivo7_  
} _];yw  
3. 结果:双凸球面透镜 \*BRFUAc  
=jpRv<X|,  
]]`[tVaFr  
 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。 yw%E S  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 7mv([}Va  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 >ifys)wg>  
z#|Auc0  
{M=B5-  
oa5L5Zr,A  
@"98u$5  
4. 参数:优化球面透镜 d!Ws-kzE  
 xiQc\k$  
`('Up?  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 pNuU{:9 B0  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 WLh!L='{BK  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 k\/es1jOEh  
 透镜材料同样为N-BK7。 s(s_v ?k  
-Gl!W`$I `  
k%-UW%  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 C R't  
$:-C9N29  
e$Y7V  
>Rdi]:]Bv  
5. 结果:优化的球面透镜 i!JSEQ_8  
@Xh8kvc81  
9!2$?xqym  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 B tJF1#f  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 A]o3 MoSt  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 yTe25l{QaF  
ntL%&wY  
\MmB+'f&R  
VzcW9'"#  
6. 参数:非球面透镜 eISHV.QV  
j *N^.2  
 %\B?X;(  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 6 {3ql:  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 GIR12%-EO  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ;D4 bxz0ou  
CJ#Yu3}  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *_Pkb.3R  
mryT%zSlM  
\tS| N40  
,d=Dicaz  
9~iDL|0'~  
7. 结果:非球面透镜 C8:y+pH_U;  
iq 8Hq)I]  
#X5Tt  ;  
 生成期望的高帽光束形状。 ,p..h+l  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ZQ_~ L!ot  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 q'biTn]2  
A  j>  
IUh)g1u41O  
+ J}h  
XR#?gx.}  
8. 总结 g%4=T~  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 gvP.\,U  
0=OvVU;P  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 'w\Gd7E  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 b&pL}o?/k  
#N\<(SD/  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ]}_Ohe]X  
l~*d0E-$  
扩展阅读 AAc2u^spx  
%9t=Iu*  
扩展阅读 MPsm)jqX  
 开始视频 P$`k* v  
-     光路图介绍 %BRll  
 该应用示例相关文件: ;, u7)  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 M:K4o%  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
M;@/697G  
8RVeKnpXTV  
piPV&ytI  
QQ:2987619807 TIP H#W:v  
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