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infotek 2021-11-10 09:25

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) KDRIy@[e  
应用示例简述 .[= 0(NO  
1. 系统细节 z}8rD}BH  
 光源 qZKU=HM  
— 高斯激光束 +s1+;VUs3  
 组件 -$dnUXFsj[  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 (cNT ud$  
— 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 lG%oqxJ+ L  
 探测器 #`y7L4V*o  
— 视觉感知的仿真 ^Bm9y R  
— 高帽,转换效率,信噪比 B`"-~4YAf  
 建模/设计 p8Lb*7W  
— 场追迹: g B+cU  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 q/70fR7{v  
:ozHuHJ#  
2. 系统说明 ? Ew>'(Q  
<^n9?[m*  
W`6nMFg  
*|_u~v:)|5  
3. 建模&设计结果 1swh7  
WQiEQ>6(t(  
不同真实傅里叶透镜的结果: kl3#&>e  
Yfxc$ub  
KM< M^l_Q  
53BXz= k  
4. 总结 UupQ* ,dJ  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 u"X8(\pOn  
uDH)0#  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 | 2p\M?@  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Be8Gx  
I*6L`#j[  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 j(/"}d3osm  
 ?o9l{4~g  
应用示例详细内容 G dL\  
d/P$qMD  
系统参数 9DKmXL  
6tzZ j:y q  
1. 该应用实例的内容 -uy}]s5Qu  
MT%ky  
W%0-SR  
}! zjj\g^  
wpx,~`&  
2. 仿真任务 W=I%3F_C"R  
0 I;>du  
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。 g>OGh o  
-}4H'%Z(i  
3. 参数:准直输入光源 7dV^35 KP  
rd%3eR?V  
cX *  
Dih~5  
4. 参数:SLM透射函数 PM%./  
/xrt,M@  
^4 es  
5. 由理想系统到实际系统 =k3QymA  
Vk0O^o  
-?LSw  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 mc!3FJ  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 9Ki86  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 Cv;z^8PZJz  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 Z PZ1 7-  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 "=4=Q\0PT  
$Cc4Sggq  
8ne5 B4  
1REq.%/=  
F^`sIrZvs  
应用示例详细内容 b*P \a  
yU .B(|  
仿真&结果 d=lZhqY  
->8n.!F}  
1. VirtualLab中SLM的仿真 1(On.Y=   
;qG a|`#j  
 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)。 P 3lN ns3  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 4~Lw:o1a  
 为优化计算加入一个旋转平面 "GZhr[AW  
:*}tkr4&eh  
mUnn k`v  
LjxTRtB_  
2. 参数:双凸球面透镜 P d*}0a~  
3bE^[V8/  
"uZ'oN  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 I&1Mh4yu  
 由于对称形状,前后焦距一致。 0FEb[+N  
 参数是对应波长532nm。 1AoBsEnd  
 透镜材料N-BK7。 +k8><_vr}  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 )I!l:!Ij*D  
Nm\I_wjX  
K")-P9I6-f  
{ " $2  
"#[Y[t\Ia  
u7a4taM$d  
3. 结果:双凸球面透镜 Q?[k>fu0  
7p u*/W~  
I"<~!krt%  
 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。 V4V TP]'n  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 3z ~zcQ^\  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 m;Sw`nw?  
dzbzZ@y  
9D8el}uHf  
J5|Dduv  
XPWK"t0 1  
4. 参数:优化球面透镜 tw*qlbFHv  
U R@'J@V#:  
''f  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 YW/YeID  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 u\=Nu4)Z F  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 kFuaLEJi  
 透镜材料同样为N-BK7。 H6'xXS  
E\RQm}Z09  
`"-)ObOj}  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 k}jH  
3~Ipcr B  
b?HW6Kfc  
*h-nI=  
5. 结果:优化的球面透镜 VQqEsnkz  
V3I&0P k  
dVCBpCxI  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 }.` ycLW'  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。  /H!I90  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 3(FJ<,"D}  
hiP^*5h  
pN%L3?2  
}tj@*n_  
6. 参数:非球面透镜 JNX7]j\  
 D&N5)  
o?hya.;h4  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 k[G?22t  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 na8A}\!<  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ULQ*cW&;?  
:X2B+}6_&  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4y)"IOd#|  
| L fH,6  
S ._9  
Ij{{Z;o3  
&?YQVwsN  
7. 结果:非球面透镜 y4M<L. RO  
)v ['p  
v*]|1q%/  
 生成期望的高帽光束形状。 O]lWaiR`  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 X g.\B1d  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 8 +uOYNXsA  
GH^i,88  
E!3W_:Bs  
c%i/ '<Afr  
dos$d3B4  
8. 总结 gD&%$&q  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 xE4T\%-K  
p,ZubR J"  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 3- LO  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {kW!|h&'  
J/RUKhs/  
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。 #2x\d  
b6);bX>e  
扩展阅读 4[bw/[  
f9OVylm  
扩展阅读 c67O/ B(  
 开始视频 $@Hw DRP  
-     光路图介绍 f N t  
 该应用示例相关文件: vbFY}  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 i3#]_ p{  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
(Rs<'1+>  
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