空間光調制器(SLM.0003 v1.0)
應用示例簡述
1. 系統細節
光源
— 高斯激光束
組件
— 反射型空間光調制器組件及后續的2f系統
— 不同的傅里葉透鏡設計(球面，非球面) 具有不同的性能和像差
探測器
— 視覺感知的仿真
— 高帽，轉換效率，信噪比
建模/設計
— 場追跡：
基于不同性能傅里葉透鏡的SLM光束整形系統的性能評估。
2. 系統說明
3. 建模&設計結果
不同真實傅里葉透鏡的結果：
4. 總結
基于采用傅里葉光學的SLM光束整形系統的性能研究。
理想光學系統采用2f系統代替具有透鏡像差的真實透鏡。
分析由不同球面和非球面的性對高帽光束質量的影響。
光束整形應用需要高性能和低像差的光學系統，如非球面系統。
應用示例詳細內容
系統參數
1. 該應用實例的內容
2. 仿真任務
在之前的案例中，采用了理想的傅里葉光學系統(2f系統)。在接下來的工作中，使用真實的透鏡進行替換，該透鏡存在多種光學像差。
3. 參數：準直輸入光源
4. 參數：SLM透射函數
5. 由理想系統到實際系統
用真實的傅里葉透鏡代替理想2f系統。
因此會產生像差，像差由所用系統的性能決定。
對于真實透鏡系統的描述，需要必要的耦合參數。
實際系統可這樣選擇：有效焦距有2f系統相近。
表格中的參數與之前采用的2f系統理想指標一致。
應用示例詳細內容
仿真&結果
1. VirtualLab中SLM的仿真
由于可以嵌入組件，VirtualLab可以輕松的實現反射系統(如反射鏡，真實透鏡等)。
以一個真實的系統(雙凸球面透鏡)作為傅里葉透鏡。
為優化計算加入一個旋轉平面
2. 參數：雙凸球面透鏡
首先，使用一個具有相同曲率半徑的雙凸球面透鏡。
由于對稱形狀，前后焦距一致。
參數是對應波長532nm。
透鏡材料N-BK7。
有效焦距可通過VirtualLab中的透鏡計算器進行計算。
3. 結果：雙凸球面透鏡
生成的禮帽光束是一個干涉圖案的疊加，干涉圖案的出現時由于像差造成的。
較低的轉換效率(56.8%)和信噪比。
一個對稱雙凸系統不能提供合適的傳輸性能。
4. 參數：優化球面透鏡
然后，使用一個優化后的球面透鏡。
通過優化曲率半徑獲得最小波像差。
優化獲得不同曲率半徑，因此是一個非對稱系統形狀。
透鏡材料同樣為N-BK7。
關于使用VirtualLab進行透鏡優化的更多信息參考示例BDS.0003
5. 結果：優化的球面透鏡
由于球面像差，再次生成一個干涉圖樣。
轉換效率(68.6%)和信噪比一般。
一個優化的球面系統同樣不能提供合適的傳輸性能。
6. 參數：非球面透鏡
第三，從Asphericon中選擇一個非球面透鏡(類型：A25-50LPX)整合到SLM系統。
非球面透鏡材料同樣為N-BK7。
該透鏡從VirtualLab的透鏡庫中導入。
關于使用VirtualLab進行透鏡優化的更多信息參考示例BDS.0003
7. 結果：非球面透鏡
生成期望的高帽光束形狀。
不僅如此，轉換效率(90.8%)和信噪比都非常好。
非球面透鏡以幾乎零像差將SLM函數轉換成高帽光束。
8. 總結
基于采用傅里葉光學的SLM光束整形系統的性能研究。
理想光學系統采用2f系統代替具有透鏡像差的真實透鏡。
分析由不同球面和非球面的性對高帽光束質量的影響。
光束整形應用需要高性能和低像差的光學系統，如非球面系統。
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