空間光調(diào)制器(SLM.0003 v1.0)
應(yīng)用示例簡(jiǎn)述
1. 系統(tǒng)細(xì)節(jié)
光源
— 高斯激光束
組件
— 反射型空間光調(diào)制器組件及后續(xù)的2f系統(tǒng)
— 不同的傅里葉透鏡設(shè)計(jì)(球面，非球面) 具有不同的性能和像差
探測(cè)器
— 視覺(jué)感知的仿真
— 高帽，轉(zhuǎn)換效率，信噪比
建模/設(shè)計(jì)
— 場(chǎng)追跡：
基于不同性能傅里葉透鏡的SLM光束整形系統(tǒng)的性能評(píng)估。
2. 系統(tǒng)說(shuō)明
3. 建模&設(shè)計(jì)結(jié)果
不同真實(shí)傅里葉透鏡的結(jié)果：
4. 總結(jié)
基于采用傅里葉光學(xué)的SLM光束整形系統(tǒng)的性能研究。
理想光學(xué)系統(tǒng)采用2f系統(tǒng)代替具有透鏡像差的真實(shí)透鏡。
分析由不同球面和非球面的性對(duì)高帽光束質(zhì)量的影響。
光束整形應(yīng)用需要高性能和低像差的光學(xué)系統(tǒng)，如非球面系統(tǒng)。
應(yīng)用示例詳細(xì)內(nèi)容
系統(tǒng)參數(shù)
1. 該應(yīng)用實(shí)例的內(nèi)容
2. 仿真任務(wù)
在之前的案例中，采用了理想的傅里葉光學(xué)系統(tǒng)(2f系統(tǒng))。在接下來(lái)的工作中，使用真實(shí)的透鏡進(jìn)行替換，該透鏡存在多種光學(xué)像差。
3. 參數(shù)：準(zhǔn)直輸入光源
4. 參數(shù)：SLM透射函數(shù)
5. 由理想系統(tǒng)到實(shí)際系統(tǒng)
用真實(shí)的傅里葉透鏡代替理想2f系統(tǒng)。
因此會(huì)產(chǎn)生像差，像差由所用系統(tǒng)的性能決定。
對(duì)于真實(shí)透鏡系統(tǒng)的描述，需要必要的耦合參數(shù)。
實(shí)際系統(tǒng)可這樣選擇：有效焦距有2f系統(tǒng)相近。
表格中的參數(shù)與之前采用的2f系統(tǒng)理想指標(biāo)一致。
應(yīng)用示例詳細(xì)內(nèi)容
仿真&結(jié)果
1. VirtualLab中SLM的仿真
由于可以嵌入組件，VirtualLab可以輕松的實(shí)現(xiàn)反射系統(tǒng)(如反射鏡，真實(shí)透鏡等)。
以一個(gè)真實(shí)的系統(tǒng)(雙凸球面透鏡)作為傅里葉透鏡。
為優(yōu)化計(jì)算加入一個(gè)旋轉(zhuǎn)平面
2. 參數(shù)：雙凸球面透鏡
首先，使用一個(gè)具有相同曲率半徑的雙凸球面透鏡。
由于對(duì)稱形狀，前后焦距一致。
參數(shù)是對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)532nm。
透鏡材料N-BK7。
有效焦距可通過(guò)VirtualLab中的透鏡計(jì)算器進(jìn)行計(jì)算。
3. 結(jié)果：雙凸球面透鏡
生成的禮帽光束是一個(gè)干涉圖案的疊加，干涉圖案的出現(xiàn)時(shí)由于像差造成的。
較低的轉(zhuǎn)換效率(56.8%)和信噪比。
一個(gè)對(duì)稱雙凸系統(tǒng)不能提供合適的傳輸性能。
4. 參數(shù)：優(yōu)化球面透鏡
然后，使用一個(gè)優(yōu)化后的球面透鏡。
通過(guò)優(yōu)化曲率半徑獲得最小波像差。
優(yōu)化獲得不同曲率半徑，因此是一個(gè)非對(duì)稱系統(tǒng)形狀。
透鏡材料同樣為N-BK7。
關(guān)于使用VirtualLab進(jìn)行透鏡優(yōu)化的更多信息參考示例BDS.0003
5. 結(jié)果：優(yōu)化的球面透鏡
由于球面像差，再次生成一個(gè)干涉圖樣。
轉(zhuǎn)換效率(68.6%)和信噪比一般。
一個(gè)優(yōu)化的球面系統(tǒng)同樣不能提供合適的傳輸性能。
6. 參數(shù)：非球面透鏡
第三，從Asphericon中選擇一個(gè)非球面透鏡(類型：A25-50LPX)整合到SLM系統(tǒng)。
非球面透鏡材料同樣為N-BK7。
該透鏡從VirtualLab的透鏡庫(kù)中導(dǎo)入。
關(guān)于使用VirtualLab進(jìn)行透鏡優(yōu)化的更多信息參考示例BDS.0003
7. 結(jié)果：非球面透鏡
生成期望的高帽光束形狀。
不僅如此，轉(zhuǎn)換效率(90.8%)和信噪比都非常好。
非球面透鏡以幾乎零像差將SLM函數(shù)轉(zhuǎn)換成高帽光束。
8. 總結(jié)
基于采用傅里葉光學(xué)的SLM光束整形系統(tǒng)的性能研究。
理想光學(xué)系統(tǒng)采用2f系統(tǒng)代替具有透鏡像差的真實(shí)透鏡。
分析由不同球面和非球面的性對(duì)高帽光束質(zhì)量的影響。
光束整形應(yīng)用需要高性能和低像差的光學(xué)系統(tǒng)，如非球面系統(tǒng)。
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