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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) /5>A 2y  
    应用示例简述 zP!j {y4w  
    1. 系统细节 >T14 J'\  
    光源 c/-'^+9  
    — 高斯激光 d(D|rf,av  
     组件 ? a*yK8S  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 tg2+Z\0)4g  
    — 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 p@YbIn  
     探测器 \gir  
    — 视觉感知的仿真 *2m{i:3  
    — 高帽,转换效率,信噪比 {I$zmVG  
     建模/设计 ,F|49i.K  
    — 场追迹: Fe 7 8YDx?  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Qyj:!-o  
    YO.+ 06X  
    2. 系统说明 kKVNE h Tp  
    ph7]*W-  
    DL '{ rK  
    `y&2Bf  
    3. 建模&设计结果 EBUCG"e  
    )c0Dofhg  
    不同真实傅里叶透镜的结果: &X}i%etp^2  
    al]-*=v7}  
    9iK%@k  
    u>03l(X6f  
    4. 总结 W_]onq 6  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 pc](  
    s%l^zA(  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 A9y3B^\*  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Kl :x?"g)  
    {@X)=.Zf  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 J}VG4}L  
    g % 8@pjk  
    应用示例详细内容 kK]L(ZU +  
    j@jUuYuDgl  
    系统参数 @B>pPCowa  
    WSx0o}  
    1. 该应用实例的内容 T^nOv2@,  
    t\,X G  
    v==/tr)  
    2Ni {fC?  
    OGnuBK  
    2. 仿真任务 {= T9_c  
    ff 2`4_ ,|  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 )#025>$z  
    3c[TPD_:  
    3. 参数:准直输入光源 pb|,rLNZ  
    ^" UZ.@sq'  
    /V E|FTs  
    3m/XT"D  
    4. 参数:SLM透射函数 Nb/Z+  
    z CFXQi  
    = _/XFN  
    5. 由理想系统到实际系统 sK|+&BC  
    <3[0A;W=1  
    *skmTioj&  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 2Afg.-7EP  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。  s{T6qJ  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 *~jTE;J  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 8/ PS#dM\  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 h5 PZ?Zd  
    @@#h-k%k-  
    yz^Rm2$f9  
    L<ET"&b;4  
    ze#r/j;sw  
    应用示例详细内容 !,JV<( 7k  
    =$F<Ac;&  
    仿真&结果 Amj'$G|+hj  
    c#`&uLp  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 R2f^dt^  
    \~I>@SG2W+  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 [ih^VlZ  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 lWk/vj<5  
     为优化计算加入一个旋转平面 +E }q0GV  
    +Z=DvKsTJ  
    cP >[H:\Xc  
    |sPUb;&~  
    2. 参数:双凸球面透镜 Isg\ fSK<j  
    Zd8`95  
    `z<I<  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 trMwFpfu  
     由于对称形状,前后焦距一致。 fsUZG6  
     参数是对应波长532nm。 V5bB$tL}3  
     透镜材料N-BK7。 NWII?X#T}  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 }5lC8{wZ  
    4>(rskl_  
    z?'z{+HY  
    sc$I,|d2  
     Jju^4  
    k83S.*9Mx  
    3. 结果:双凸球面透镜 ;><m[l6  
    =&roL7ps  
    &ZI-#(P  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 sff4N>XAl<  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 nXfd f-  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ,d$D0w  
    Nyl)B7/w  
    p|Nh:4iN  
    A/88WC$v  
    tYCVVs`?  
    4. 参数:优化球面透镜 KLgg([  
    w L4P-4'  
    . pyNET  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 \"6?*L|]  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 c]R27r E  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 3U%kf<m=  
     透镜材料同样为N-BK7。 lwm 9gka  
    3_ko=& B$  
    e$o]f"(  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 dK>sHUu  
    59BB-R,V  
    R$i-%3  
    q@vqhE4  
    5. 结果:优化的球面透镜 j?1wP6/NP  
    f-Zi!AGh>  
    Ix+eP|8F  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 vF1Fcp.@  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 x.Tulo0/  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 }mpFo 2  
    I %|;M%B  
    (h'Bz6K  
    pKaU [1x?%  
    6. 参数:非球面透镜 'PWA  
    NiD_v  
    yf/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。 @W-0ybv  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 _fS4a134R  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 i(> WeC+  
    &pW2R}  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *auT_*  
    jcHyRR1R  
    &cwN&XBY  
    KkCsQ~po  
    gFl@A}  
    7. 结果:非球面透镜 "EwzuM8 f  
    Uo;a$sR  
    c2-oFLNP=  
     生成期望的高帽光束形状。 Hb0_QT~  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 N9 h|_ax  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 7[I +1  
    JJ9R, 8n6  
    ~ +h4i'  
    v2k@yxt(  
    |5jrl|  
    8. 总结 AkCy C1  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 wHh6y?g\  
    t1wzSG  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 nDyA][  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 w|abaMam  
    pog   
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 aW9\h_$  
    oU se~  
    扩展阅读 \i+Ad@)  
    9sI&d  
    扩展阅读 kU,g=+ 2J  
     开始视频 ]- _ ma  
    -     光路图介绍 QseV\;z  
     该应用示例相关文件: 2MmHO2  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Xk\IO0GF  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    5)A[NTNJx  
    }B_?7+  
    &2S-scP  
    QQ:2987619807 H3 -?cy  
     
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