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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) g-bHf]'  
应用示例简述 p>Qzz`@e  
1. 系统细节 l*e*jA_>:7  
 光源 )4toBDg"  
— 高斯激光束 to|O]h2*U2  
 组件 z)#I"$!d  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 N! }p  
— 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 SRRqIQz  
 探测器 |~Z.l  
— 视觉感知的仿真 xVf AlN37(  
— 高帽,转换效率,信噪比 AVF(YD<U  
 建模/设计 I~-W4{  
— 场追迹: sC(IeGbX  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 W.'#pd  
*%=BcV+,  
2. 系统说明 $BXZFC_1S  
yT.h[yv"w  
@!"w.@ Y  
I} q2)@  
3. 建模&设计结果 ^ Vso`(Ss  
KLBU8%  
不同真实傅里叶透镜的结果: iVTC"v  
>B!E 6ah  
|-a5|3  
HIsIW%B  
4. 总结 7/& i'y  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 :PE{2*  
'y[74?1  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ePv3M&\J  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 |r>+\" X  
2Tec#eYe  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 )CJXk zOX  
[uU"=H|  
应用示例详细内容 }E0~'  
`<2k.aW4e8  
系统参数 lqe|1vN  
(H5nz':  
1. 该应用实例的内容 >'ev_eAk  
8eq*q   
zisf8x7^W  
c%+/TO  
xvw @'|  
2. 仿真任务 N-Fs-uB  
55q!2>Jh.  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 QxS] 6hA  
<+Eu.K&  
3. 参数:准直输入光源 d!0iv'^t  
~tx|C3A`d  
`yF6-F  
[$M=+YRHMW  
4. 参数:SLM透射函数 -LzkM"  
PkX4 !  
]8@s+ N  
5. 由理想系统到实际系统 VaP9&tWXj  
+q n[F70}  
I]Ev6>=;  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 + OKk~GYf  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 :j^IXZW  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 4fauI%kc  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 K|L&mL&8  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ncTPFv H5  
qlSI|@CO  
B|d-3\sn  
|BGB60}]f  
7[=\bL  
应用示例详细内容 lCafsIB  
+pUG6.j%  
仿真&结果 ]31>0yj[Q  
Z9wKjxu+  
1. VirtualLab中SLM的仿真 oZ,J{I!L  
x{DTVa 6y2  
 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)。 #q LsAw--Q  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 :1asY:)vNP  
 为优化计算加入一个旋转平面 .A6D&-&z  
RN^<bt{_U  
=csh=V@s  
^?M# |>  
2. 参数:双凸球面透镜 *^y,Gg/  
+Vv+<M  
|$|B0mj  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 f/7on| bv  
 由于对称形状,前后焦距一致。 *kY JwO^  
 参数是对应波长532nm。 YCl&}/.pA  
 透镜材料N-BK7。 Mi~x(W@}3  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 3vXa#f>P<  
IA%|OVAfF  
-7Bg5{FA  
($nQmr;t  
L"KKW c  
Y`NwE  
3. 结果:双凸球面透镜 7 D(Eo{ue  
VLPPEV-u  
CCHGd&\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。 !78P+i  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 |)VNf .aJZ  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ="p,~ivrz  
Ec9%RAxl  
lVv'_9yg  
_-|/$ jZ  
mzf~qV^T  
4. 参数:优化球面透镜 &w!(.uDO  
R ;k1(p  
2c*w{\X  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 Etn uEU  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 dVMduo  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 Tnv,$KOhs  
 透镜材料同样为N-BK7。 s%QCdU ]  
|.z4VJi4  
W7W(jMH  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 w=_q<1a  
.],:pL9d  
vA"LV+@  
+H:}1sT;n  
5. 结果:优化的球面透镜 XuoyB{U  
L\hid /NL  
{ SF'YbY  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 *ESi~7;#  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ,. zHG  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 K=! C\T"I%  
NR,R.N^[  
tkYPfUvTE  
7{tU'`P>  
6. 参数:非球面透镜 n-9a 0_{k  
ekW#|  
O7]kcA  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 mlYkn  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ce3``W/H3  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 2:@,~{`#*  
X$Shi *U[  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 `PZ\3SC'i  
P~#LbUP(  
q[Tl#*P?y  
]u^ybW"  
ef7BG(  
7. 结果:非球面透镜 ;VzdlCZ@  
N1}r%!jk/  
o5['5?i}/  
 生成期望的高帽光束形状。 v^J']p  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 p"7]zq]'  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 OHwH(}H?  
A{dqB  
Py?e+[cN  
ZA&bp{}D  
u+y3( 0  
8. 总结 s",G w]8  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Q,M,^_  
.}GOHW)}  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ?\I@w4  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0dIGX |e  
p1[|5r5Day  
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。 HWIn.ij  
guVuO  
扩展阅读 1Vkb}A,'  
)gz]F_  
扩展阅读 >(_2'c*[w  
 开始视频 n!sOKw  
-     光路图介绍 #)m [R5g(  
 该应用示例相关文件: yRi5t{!V  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 WZn"I& Z  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
\irKM8]LJ  
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