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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) Wcw$ Zv  
应用示例简述 Kh}#At^C8e  
1. 系统细节 B xq(+^T  
 光源 c:M~!CXO  
— 高斯激光束 o[0Cv*  
 组件 zJOL\J'  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 |I6\_K.=L  
— 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 3 `$-  
 探测器 qf7 lQovK  
— 视觉感知的仿真 vEk jd#  
— 高帽,转换效率,信噪比 &+Xj%x.]  
 建模/设计 {|bf`  
— 场追迹: "}Vow^vb  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 rOEk%kJ  
|-%[Z  
2. 系统说明 D `c YQ-  
7NE"+EP\{2  
?V3e;n  
0ERA(=w5  
3. 建模&设计结果 ~A(fn:d  
TDq(%IW  
不同真实傅里叶透镜的结果: @))PpE`co8  
*shE-w ;C  
y}Oc^Fc  
{}y"JbXMj  
4. 总结 >/9f>d?w^  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 HM /2/ /  
pqmtN*zV  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 l03{ ezJk[  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Y/?V%X  
UOC>H%r~M?  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ^"STM'Zh  
| U )  
应用示例详细内容 q'fZA;  
>08'+\~:b  
系统参数 JvX]^t/}  
Nk*d=vj  
1. 该应用实例的内容 50q(8F-N  
i=jwk_y  
Q'>pOtJG*J  
LVP2jTz  
uxLT*,  
2. 仿真任务 LX2rg\a+%  
#q#C_"  
在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 Dukvi;\  
P|*c7+q  
3. 参数:准直输入光源 w+($= n~  
5+Fr/C  
.5*5S[  
c&me=WD  
4. 参数:SLM透射函数 Zawnx=  
8T-/G9u  
+?y ', Ir  
5. 由理想系统到实际系统 "sh*,K5x|  
`Y]t*` e|  
[}:;B$,  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 AUjZYp  
 因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 D y+)s-8  
 对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 $r+ _Y/  
 实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 W cOyOv  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 c@f?0|66M  
C)Ep}eHjf_  
;\a?xtIy  
lgrD~Y (x  
XNbeYj  
应用示例详细内容 e7tp4M9!%  
pY.R?\  
仿真&结果 SzXR],dA  
M]|tXo$?  
1. VirtualLab中SLM的仿真 x Zp`  
k0r93 xa  
 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)。 28 Q\{Z.  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 0MpZdJ  
 为优化计算加入一个旋转平面 "xWrYq'"  
cvOCBg38BH  
m4\e `nl  
BN7]u5\7  
2. 参数:双凸球面透镜 nIZ;N!r=i  
<cm(QNdcC  
POXd,ON9  
 首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ~aBf.  
 由于对称形状,前后焦距一致。 E)>.2{]C>  
 参数是对应波长532nm。 Yw(O}U 5e  
 透镜材料N-BK7。 5]f6YlJZ  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ?i{/iH~Sf  
<S ae:m4  
m+|yk.md  
MD98N{+[|  
mP*Ct6628n  
1u8 k}  
3. 结果:双凸球面透镜 q!;u4J  
l4bL N  
'nIKkQ" N  
 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。 E]O/'-  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Y;)l  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ;IOM3'5 T@  
mV'-1  
eC{St0  
YMn*i<m  
WhT5NE9t  
4. 参数:优化球面透镜 b9;w3Ba  
k3+LP7|*  
HT:V;?"  
 然后,使用一个优化后的球面透镜。 prEI9/d"  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ;RK;kdZ  
 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 #HDP ha  
 透镜材料同样为N-BK7。 tdsfCvF= a  
'pnOHT  
u|"y&>!R-  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ~2;\)/E\  
6bDizS}  
x,NV{uG$n  
-K (>uV!?  
5. 结果:优化的球面透镜 ;w7s>(ITZ  
&g"`J`  
}  fa  
 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 (u4'*[o\t  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 W m&*  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 I@oSRB  
[]jbzVwS2  
wQ^RXbJI9  
B[IWgvB(e  
6. 参数:非球面透镜 k:F{U^!p|  
<Nk:C1Op}  
/_X`i[  
 第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 Q?V+ 0J  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 2w}l!'ue  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ^z`d 2it  
8VtRRtl  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 R=<%!  
| |L^yI~_d  
T>pyYF1Q  
]N2! 'c  
v\@pZw=x  
7. 结果:非球面透镜 :='I>Gn  
$>7T s>8  
nYR#Q|  
 生成期望的高帽光束形状。 erKi*GssZ  
 不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 -'F27])  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 R^mkQb>m.  
S,EL=3},=  
3Vbt(K  
nu)YN1 *  
 `-JVz{z  
8. 总结 &2Ef:RZF  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 yDJy'Z_F{  
~{$c|  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 CpB,L  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Be9,m!on  
{V pk o  
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。 (I`lv=R"j  
\H9:%Tlp~4  
扩展阅读 MsZx 0]  
S.{   
扩展阅读 XS #u/!  
 开始视频 sH>`eqY  
-     光路图介绍 r\cY R}v  
 该应用示例相关文件: {\vVzy,t7  
-     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 3IJ0 P.x!o  
-     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
)dFPfu&HL  
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