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    [分享]基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究 [复制链接]

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    只看楼主 倒序阅读 楼主  发表于: 2020-11-13
    空间光调制器(SLM.0003 v1.0) SEn8t"n  
    应用示例简述 } jy7,+  
    1. 系统细节 mwiPvwHrg  
    光源 3n"&$q6  
    — 高斯激光 F u=VY{U4  
     组件 7JK 'vT  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 JL*]9$o  
    — 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 ,}xC) >  
     探测器 HrcnyQ`Q0  
    — 视觉感知的仿真 sg~/RSJ3  
    — 高帽,转换效率,信噪比 L?5t <`#lw  
     建模/设计 P6Ol+SI#m  
    — 场追迹: J'oz P^N  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 y"n~ET}e7  
    #B{F{,vlu,  
    2. 系统说明 7PPsEU:rf  
    $TUC?e9"h  
    W;j)ux7jMY  
    bJu,R-f  
    3. 建模&设计结果 `>HthK  
    ]7ZC>.t  
    不同真实傅里叶透镜的结果: .oOt(K +  
    _-nN( ${{  
    nFOG=>c}  
    mTu9'/$(  
    4. 总结 LA(JA  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 206jeH9  
    '<j p.sZQ  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 _ 25]>D$  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Hqy>!1 !  
    T</gWW  
    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。 81 Not  
    Y2~{qY  
    应用示例详细内容 z^a?t<+  
    tg4&j$  
    系统参数 E<_6O Cz  
    O[J+dWyp  
    1. 该应用实例的内容 ~w% +y  
    !,WRXE&j  
    X=}0+W  
    2{qG  
    ]nGA1S{  
    2. 仿真任务 Q^;\!$:M  
    f\_Q+!^  
    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。 U/l ra&P  
    u+I3VK_)  
    3. 参数:准直输入光源 `t"Kq+  
    %&S]cEw  
    iC\=U  
    u01^ABn  
    4. 参数:SLM透射函数 atnbM:t  
    `qEm5+`  
    2Nzcej  
    5. 由理想系统到实际系统 -i gZU>0B_  
     Ue Tp,  
    Y& %0 eI!  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 6<O]_HZ&  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 O  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 a];i4lt(c  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 *38\&"s4_  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 X~b+LG/  
    uU"s50m  
    'KrkC A  
    k}7)pJNj  
    kKO]q#9sO  
    应用示例详细内容 +#9 (T  
    G7xjW6^T  
    仿真&结果 &?pAt30K:  
    ;f*xOdi*k  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 g#NUo/  
    x/v+7Pt_  
     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)。 $^GnY7$!>  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 bsDUFXH]  
     为优化计算加入一个旋转平面 XAkl,Y  
    TR7TF]itb  
    g*9>z)  
    w%na n=  
    2. 参数:双凸球面透镜 DSa92:M}  
    n\,W:G9AR7  
    `_kRvpi  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 h{9 pr  
     由于对称形状,前后焦距一致。 ]P5u:~U  
     参数是对应波长532nm。 <Z_`^~!  
     透镜材料N-BK7。 4\iQ%fb  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 H2-(  
    eGg#=l=  
    ; #  
    ".=EAXVU  
    1NJ|%+I  
    21Opx~T3  
    3. 结果:双凸球面透镜 &-tf/qJ  
    Dbd5d]]n3  
    K>~l6  
     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。 ponvi42u  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 5}VP-04vh  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Nq3P?I(<  
    \v_( *  
    (6b%;2k  
    chbs9y0  
    ~I74'  
    4. 参数:优化球面透镜 irS62Xe  
    N\$6R-L  
    R8)"M(u=l  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 ^~$ o-IX  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 ce\-oT  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ;DpK* A  
     透镜材料同样为N-BK7。 ^TGHWCK!t  
    ?*0kQo'  
    bzS [X  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 C_/oORvK  
    XhiC'.B_  
    Q)/q h;R u  
    |ouk;r24V  
    5. 结果:优化的球面透镜 ,v+SD\7|  
    fy eS )  
    J\BdC];  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ?CC6/bE-{  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 U;/ )V  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Z:{Z&HQC  
    W*2SlS7  
    L $~Id  
    l/5/|UE9  
    6. 参数:非球面透镜 S/|8' x{<  
    Fu$otMw%l  
    Syb:i(Y  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 idq= US  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 YH9BJ  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 @{G(.S  
    ~F-,Q_|-  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Fei$94 a  
    L[^e< I  
    3ba"[C|  
    Wil +"[Ge  
    ,~!lNyL  
    7. 结果:非球面透镜 4^r}&9C ~  
    ~H.;pJ{ 8  
    ,3K?=e2  
     生成期望的高帽光束形状。 sq%f%?(V  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Fpb1.Iz  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 6ZE] 7~X  
    TL5bX+  
    C^a~)r.h  
    ]5/C"  
    1/ HofiIa  
    8. 总结 A8?>V%b[Y  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 n~h%K7 c  
    )`)cB)s  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 XxGm,A+>Ty  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Pz?O_@Ln  
    L\UYt\ks  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 lyyi?/W%  
    `?)i/jko"  
    扩展阅读 A[o Ri}=  
    IpWl;i`__  
    扩展阅读 b#b#r  
     开始视频 j<c_*^/'9  
    -     光路图介绍 ReY K5J=O  
     该应用示例相关文件: B\Uj  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 |qBo*OcO  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    p(v.sP4w  
    FY'f{gD^  
    0wx`y$~R  
    QQ:2987619807 #q\C"N5ip  
     
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