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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) ryA+Lli.  
应用示例简述 e:.?T\  
1. 系统细节  +`ov1h  
 光源 (FgX9SV]p9  
— 高斯激光束 Iij$ce`nx  
 组件 r{S DJa  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 =]pEvj9o  
— 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 e5 zi"~  
 探测器 IJDbm}:/e  
— 视觉感知的仿真 <$25kb R5K  
— 高帽,转换效率,信噪比 7-u'x[=m  
 建模/设计 Eelv i5  
— 场追迹: \$ss  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 oK4xRv8Hd  
CY[3%7 fv  
2. 系统说明 /_Ku:?{  
dZb;`DjTH  
u!F\`Gfm_  
du#f_|xG  
3. 建模&设计结果 Vx> Q  
)N1iGJO)  
不同真实傅里叶透镜的结果: zfg+gd)Z  
c813NHW  
I'p+9H$  
(pd~ 2!;C  
4. 总结 PDCb(5  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 SB.=x  
KU+\fwYpnk  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 p0]\QM l1  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 IA]wO%c  
DQ[7p(  
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。 M_2>b:#A*  
;f N^MW@&[  
应用示例详细内容 <8Nr;96IA  
\+l_H4\`K  
系统参数 cx&\oP  
M7 k WJ  
1. 该应用实例的内容 `ah|BV  
6PS[OB{3  
>gM"*Laa?  
C8|#  
Q6e7Z-8  
2. 仿真任务 6-J}ZfGj  
@7.7+blS"H  
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。 ~kSO YvK$'  
Fa v++z  
3. 参数:准直输入光源 ,Oy$q~.  
iSW<7pNq0  
W3\E; C-g0  
4 m"0R\  
4. 参数:SLM透射函数 n"D` =  
Q4a7g$^  
X!'C'3X  
5. 由理想系统到实际系统 8"-=+w.CZ  
84WcaH  
X  u HR  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Q .h.d))  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Fu5Y<*x  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 dC-~=}HR^  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 d,Oagx  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 CYwV]lq :s  
n]D io  
CmBgay  
vTK8t:JQ~  
}Bsh!3D<.  
应用示例详细内容 Z~8%bfpe  
4\*:Lc,-  
仿真&结果 qBh@^GxY),  
bR~(Ry`  
1. VirtualLab中SLM的仿真 j2u'5kJ G  
UntFkoO  
 由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 S<cz2FlV  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 [)GRP  
 为优化计算加入一个旋转平面 y%61xA`#  
f5b|,JJ  
!X~NL+  
Haekr*1%  
2. 参数:双凸球面透镜 wCR! bZ w  
M<*Tp^Y'  
ytjZ7J['{  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 i$@xb_  
 由于对称形状,前后焦距一致。 {k-_+#W"  
 参数是对应波长532nm。 ]Sa#g&}T>  
 透镜材料N-BK7。 S#B%[3@  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 9lR6:}L7  
}5(_gYr  
X{, mj"(w  
jQ%1lQ#R)  
3Wbd=^hRvq  
U]vUa^nG  
3. 结果:双凸球面透镜 CLVT5pj='  
)j~{P  
|9]-_a  
 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。 qCfEv4  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 r,0D I  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Z$KyK.FUU  
eLORG(;h4  
p}1gac_c  
R3lZ|rxv:  
,\P|%yv  
4. 参数:优化球面透镜 ,&=7ir14>R  
2)|=+DN;  
QK0]9   
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 :.XlAQR~b  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 #<9'{i3  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 a6./;OC  
 透镜材料同样为N-BK7。 3!gz^[!?EN  
N~ CQh=<  
CkNR{?S  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 f~a 7E;y  
#@`c7SR  
@YH>|{S&  
Ji9o0YR  
5. 结果:优化的球面透镜 '[F`!X  
S}U_uZ$b  
x,10o   
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ]J!#"m-]  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 yGt [Qvx#  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 [|eIax xR,  
l:e C+[_;>  
f['lY1#V1  
> TCit1yD  
6. 参数:非球面透镜 w/( T  
,"#nJC  
ineSo8| @  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 r`6f  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 @^YXE,  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 FO^6c  
iZdl0;16[  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 "'Fvt-<^S7  
dazML|1ow  
JB'tc!!*  
lg$aRqI29  
urx?p^c  
7. 结果:非球面透镜 UF5_be,D  
ZZ^A&%E(a  
yQj J-g(.  
 生成期望的高帽光束形状。 FO_}9<s  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 y4p"LD5%^  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 |z_Dw$-xm  
vqf}(/.D  
H'YKj'  
t6KKfb  
DKMkCPX%  
8. 总结 URm<Ji  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 JC~sz^>p\  
'\8YH+%It  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ]$ s)6)kW  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Sft vN-  
Jf7H;ZM<  
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。 |iBf6smF  
<#M1I!R  
扩展阅读 db1ZNw  
[T7&)p  
扩展阅读 K*Ba;"Ugeg  
 开始视频 vD9.X}l]  
-     光路图介绍 ~gZ1*8 s`  
 该应用示例相关文件: By7lSbj  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 v ,h"u  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
*: FS/ir  
B:v_5e\f@  
oO?+2pTQV  
QQ:2987619807 oupWzjo  
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