| 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。 $fY4amX6Z 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~l@SGHx =ITMAC\ 光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 d(L u|/~ F+S;u=CKx 应用示例详细内容 q<b;xx 89'XOXl&1 系统参数 *qE[Y0Cd Ui46p 1. 该应用实例的内容 F3b[L^Km] <c6C+OWT, BS#@ehdig eRa1eRgP xXu/CGzG 2. 仿真任务 4+`<' t]Q S0~F$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。 dO e|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。 j46fQ 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
$[[6N0}*: M{:gc7% 3. 结果:双凸球面透镜 )-[ 2vhXz yK0Q, .F?yt5{5No 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 ?a~=CC@ 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 3.Qf^p 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 <h
U ZD; @C7S^|eo
#d*mG = M,t8<y4W/
.?_wcp= 4. 参数:优化球面透镜 JXGIVH?Rpu &.+[~2 R',|Jf=` 然后,使用一个优化后的球面透镜。 W2yNEiH 通过优化曲率半径获得最小波像差。 _1dG!!L_ 优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 Xe*@`&nv@ 透镜材料同样为N-BK7。 ,<|EoravH 27E6S)zv e&7GW9FSg 关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 I4
Tc&b TpZ) wC
BYVp~!u 5gGYG]*l 5. 结果:优化的球面透镜 ?Hf^&yo \ H<'W" T6Ue\Sp' 由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 }&rf'E9 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 lV`y6 {o#T 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 p4W->AVv$
e1}h|HLj
Rr4r[g# _7]5Q 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: b0PF7PEEQ - 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
|
|