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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) :Ls36E8f=  
    应用示例简述 pGFocw  
    1. 系统细节 {)y4Qp  
    光源 lD pi1]2  
    — 高斯激光 7Av]f3Zr  
     组件 \,N dg*qC  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ]'G7(Y\)f  
    — 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 '3Ri/V,  
     探测器 jt3SA [cy  
    — 视觉感知的仿真 Nm~#$orI|  
    — 高帽,转换效率,信噪比 r$7rYxFR  
     建模/设计 U]acm\^Z  
    — 场追迹: cMg /T.O  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 j;3o9!.s:  
    YV msWuF  
    2. 系统说明 (tgaH,G  
    V*aTDU%-.  
    m ";gD[m  
    4Y!v$r  
    3. 建模&设计结果 UXP;'  
    cMv3` $  
    不同真实傅里叶透镜的结果: -AE/,@\P  
    Ir'f((8:  
    -}J8|gwwp  
    eG v"&kr  
    4. 总结 H]e 2d|  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ;vitg"Zh>  
    X&IY(CX  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 S&*pR3,u  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 g6V*wjC  
    N[-)c,O  
    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。 <Va>5R_d<  
    \K6J{;#L  
    应用示例详细内容 w(D9'  
    J^:~#`8  
    系统参数 c'2ra/?k  
    V'.|IuN  
    1. 该应用实例的内容 MF`'r#@:wa  
    ooQ(bF  
    > =H8>X  
    H<;j&\$q  
    bRp[N  
    2. 仿真任务 m!_ghD{5h  
    Xhi?b|  
    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。 vknFtpx  
    ,whNh  
    3. 参数:准直输入光源 *$VurqLn  
    M6iKl  
    9:o3JGHSc  
    GHY>DrXO1u  
    4. 参数:SLM透射函数 =&b[V"  
    =HHg:"  
    Q_.Fw\l$`  
    5. 由理想系统到实际系统 _3a 5/IZ  
    @{uc  
    5ov%(QI  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 <Tf;p8#  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 qS al~  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 lQ"i]};<D  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 v=VmiBq[  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ?W_U{=anl  
    A]$+ `uS\  
    T*yveo &j  
    Kf#!IY][  
    GwBQ p Njy  
    应用示例详细内容 \<**SSN  
    S!_?# ^t  
    仿真&结果 [[Z>(d$8  
    46Nf|~  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 #LJ-IDuF!  
    VWt'Kx"  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 BtChG] N|  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 J-F_XKqH  
     为优化计算加入一个旋转平面 ;0}2@Q2@ZK  
    u,:`5*al{  
    VhgEG(Ud  
    uW=NH;u  
    2. 参数:双凸球面透镜 o[hP&9>q  
    R"`{E,yj  
    (}1f]$V  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 &tCtCk%{j  
     由于对称形状,前后焦距一致。 yXg1N N  
     参数是对应波长532nm。 rJp6d :M  
     透镜材料N-BK7。 2j1v.%  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ]xEE7H]\h  
    F*VMS  
    ZGhoV#T@  
    #%b()I_([  
    ^]&{"!  
    yX3H&F6  
    3. 结果:双凸球面透镜 kTW g31]~  
    c0q)  
    @H0%N53nE  
     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。 PRC)GP&q  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 gecT*^  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 LoE(W|nj  
    1Z8Oh_D C  
    OB^?cA>  
    tkqBCKpDa  
    a9zph2o-  
    4. 参数:优化球面透镜 E(kpK5h{  
    GY]6#>D#7  
    % 3-\3qx*  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 R+VLoz*J6  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 a<jE 25t  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 vr;Br-8  
     透镜材料同样为N-BK7。 IPi<sE  
    kah3Uhr~  
    XqS*;Zj0  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 )-KE4/G  
    *M<BPxh0w]  
    qbq<O %g=  
    a& aPBv1  
    5. 结果:优化的球面透镜 [j]J_S9jJ  
    iz>y u[|  
    y{Y+2}Dv/  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 J:Y|O-S!  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 .4re0:V  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 \*!%YTZ~  
    s8Ry}{  
    C=aj&  
     Am%a4{b  
    6. 参数:非球面透镜 %iL@:'?K  
    <C"N X  
    ca3BJWY}J  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 dwbY"t[9  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 }42qMOi#w1  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 <ivqe"m  
    n vpPmc  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 |k .M+  
    b}&7~4zw  
    K1/gJ9+(\  
    K*U=;*p)  
    `Ivw`}L  
    7. 结果:非球面透镜 /z)3gsF  
    >+jbMAYSq  
    Fr3d#kVR  
     生成期望的高帽光束形状。 oz0n$`O$/  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 RJ}yf|d-C  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 :7Z\3_D/  
    k CW!m  
    ^o6)[_L  
    iPY vePQ  
    9p\Hx#^  
    8. 总结 yEpN,A  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Pm#x?1rAj  
    (\mulj  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Ih-3t*L  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 2^^'t6@  
    bg1"v a#2  
    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。 <qq'h  
    o(d_uJOB  
    扩展阅读 ?dKa;0\  
    aEEz4,x_  
    扩展阅读 `gt&Y-  
     开始视频 qaMZfA  
    -     光路图介绍 ~AC P%QM=  
     该应用示例相关文件: tFvgvx\:  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 _/jUs_W  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    ?zhI=1 ED%  
    z>mZT.  
    *qO]v9 j  
    QQ:2987619807 o,CA;_  
     
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