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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) W%7m3/d  
应用示例简述 A|U_$!cLZ  
1. 系统细节 AfW9;{j&I  
 光源 'roZ:NE  
— 高斯激光束 7^:0?Q  
 组件 e6?h4}[+*  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 s8N\cOd#i  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 gobqS+c  
 探测器 r5?qz<WW~  
— 视觉感知的仿真 pn~$u  
— 高帽,转换效率,信噪比 APksY!  
 建模/设计 I806I@ix  
— 场追迹: $.@)4Nu!_  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 q[SUYb;,  
 Dy@f21+  
2. 系统说明 :3Z"Qk$uR  
~FV Z0%+,  
0TI+6u  
P1 `-OM  
3. 建模&设计结果 9f4#b8  
=r:-CRq(  
不同真实傅里叶透镜的结果: Ci ? +Sl  
' RjFWHAp  
Q4MTedj1H  
?qQRA|n*  
4. 总结 "syf@[tz7  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 (HkMubnqg  
`jb?6;15  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 $fY4amX6Z  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~l@SGHx  
=ITMAC\  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 d(L u|/~  
F+S;u=CKx  
应用示例详细内容 q<b;xx  
89'XOXl&1  
系统参数 *qE[Y0Cd  
Ui46 p  
1. 该应用实例的内容 F3b[L^Km]  
<c6C+OWT,  
BS#@ehdig  
eRa1eR gP  
xXu/CGzG  
2. 仿真任务 4+`<'t]Q  
S0~F$mP'  
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。 dOe|uQXyD  
#IP<4"Hf  
3. 参数:准直输入光源 :r[`bqC;\*  
Ov)rsi  
H0s,tTK8  
,bCPO` 45  
4. 参数:SLM透射函数 dQt*/]{q  
c)M_&?J!5  
g4I&3 M  
5. 由理想系统到实际系统 d]k >7.  
Kl$!_$  
v>$GVCY  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Au" [2cG  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 !\8j[QS!  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 )=X8kuB~  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 8KW}XG  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 R)#D{/#FW  
b'^ -$  
t_WNEZW7f  
>b |l6 #%  
5Y)!q?#H  
应用示例详细内容 _#e='~;  
1z$;>+g<  
仿真&结果 jpaY:fcF  
| 9!3{3  
1. VirtualLab中SLM的仿真 'j!7 O+7y  
rsvZi1N4w$  
 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)。 RIM"MR9qe=  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 X{ZBS^M  
 为优化计算加入一个旋转平面 z_< 7T4  
e0*',  
:*6tbUp  
'\ dFhYs{*  
2. 参数:双凸球面透镜 g{f1JTJ7  
6$b"tdP  
[cru+c+O:  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ."PR Z,  
 由于对称形状,前后焦距一致。 j 46f Q  
 参数是对应波长532nm。 oWo"` "P  
 透镜材料N-BK7。 >3X!c"#l  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 V4 Pf?g  
}jfU qqFd  
3b{8c8N^  
Ab-S*| B  
$[[6N0}*:  
M{:gc7%  
3. 结果:双凸球面透镜 )-[ 2vhXz  
yK0Q,   
.F?yt5{5No  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 ?a~=CC@  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 3. Qf^p  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 <h U ZD;  
@C7S^|eo  
 #d*mG =  
M,t8<y4 W/  
.?_wcp=  
4. 参数:优化球面透镜 JXGIVH?Rpu  
& .+[~2  
R',|Jf=`  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 W2yNEiH  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 _1dG!!L_  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 Xe*@`&nv@  
 透镜材料同样为N-BK7。 ,<|EoravH  
27E6S)zv  
e&7GW9FSg  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 I4  Tc&b  
TpZ) wC  
BYVp~!u  
5gGYG]*l  
5. 结果:优化的球面透镜 ?Hf^& yo  
\H<'W"  
T6Ue\Sp'  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 }&rf'E9  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 lV`y6{o#T  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 p4W->AVv$  
e1}h|HL j  
Rr4r[g#  
_7]5 Q  
6. 参数:非球面透镜 |j^>6nE  
0d`s(b54;O  
{NKDmeg:D  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 /.$n>:XR  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 HG=!#-$9  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ;{q7rsE  
A7+eWg{  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 5p94b*l  
A<9ZX=DAjw  
R7x4v  
\[]36|$LS  
!z(POK  
7. 结果:非球面透镜 isDBNXV:  
\ zhT1#O  
Z?XE~6aP>  
 生成期望的高帽光束形状。 (IIOKx_  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 vsqfvx  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 He)v:AH  
g?^o++  
eO (VSjo'`  
lp!@uoN^T  
T9RR. ng  
8. 总结 qK.8^{b  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 H:,rNaz7D^  
T"in   
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 V2i*PK X  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ?%;7k'0"  
yFl@ z  
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。 UR1U; k  
HR\yJt  
扩展阅读 o`M7:8G  
f/*Xw{s#  
扩展阅读 >Ah [uM  
 开始视频 <3O>  
-     光路图介绍 d=xU f`^  
 该应用示例相关文件: b0 PF7PEEQ  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 mAk)9`f/  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
$khWu>b  
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