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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) fh~"A`d  
    应用示例简述 F\&Sn1>k  
    1. 系统细节 UUb n7&  
    光源 K"~Tk`[0Q  
    — 高斯激光 Kjbt1n  
     组件 !O=?n<Ex"  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 {ctEjgiE  
    — 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 ,nn5LQ|l.j  
     探测器 VrL==aTYXs  
    — 视觉感知的仿真 56 6vjE  
    — 高帽,转换效率,信噪比 huh-S ,M  
     建模/设计 6u-@_/O5R3  
    — 场追迹: Wn;B~  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ~"\qX+  
    ?v-Y1j  
    2. 系统说明 Hg)5c!F7  
    HSq.0vYl6  
    TMt,\gTd  
    sj;8[Xy's  
    3. 建模&设计结果 TBq;#+1W  
    f:$LVpXS-  
    不同真实傅里叶透镜的结果: w)x`zVwO  
    !'uLV#YEZ  
    BcJ]bIbKb  
    en\shc{R]`  
    4. 总结 Fv!zS.)`  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 gH87e  
    X4<!E#  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 4%l @   
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 :uM2cc^  
    *"rgK|CM$  
    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。 ) V}q7\G~  
    NOOP_:(7H  
    应用示例详细内容 /Mq]WXq[V  
     U)oH@/q  
    系统参数 x;H#-^LxW=  
    )9_jr(s  
    1. 该应用实例的内容 u15-|i{y7  
    -ya0!D  
    $`q8-+{  
    -VK 6Fq  
    iG<rB-"  
    2. 仿真任务 T';<;6J**  
    s3m]rC  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 .0x+b-x  
    1$,t:/'-4  
    3. 参数:准直输入光源 1FfdW>ay*  
    QusEWq)}<  
    Qxds]5WB/  
    $YDZtS&h  
    4. 参数:SLM透射函数 /EY ^ui  
    b XcDsP$.  
    F?j;3@z[A  
    5. 由理想系统到实际系统 Mwdh]I,#  
    =~r?(u6d  
    >M.?qs4  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 5ug?'TOj'  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 KZ ezA4  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 MWSx8R)PN  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 } g  WSV  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 T!6H5>zA  
    AYHfe#!  
    <j1l&H|ux,  
    QZufQRfr{  
    Uo{h. .7?  
    应用示例详细内容 ]2n&DJu  
    W(*:8}m,p  
    仿真&结果 Vv(!Ki}  
    o/I<)sa  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 9%\<x  
    TQ&%SMCn  
     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)。 T:0X-U  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 }G&#pw2  
     为优化计算加入一个旋转平面 )>LQ{ X.  
    ? WWnt^  
    Kb0OauW  
    <i'4EnO  
    2. 参数:双凸球面透镜 gF% lwq  
    /'1UfjW>  
    }~lF Rf  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 52B ye   
     由于对称形状,前后焦距一致。 <!:,(V>F(C  
     参数是对应波长532nm。 +MC>?rr_u  
     透镜材料N-BK7。 ).eT~e Gj  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 GY4 :9Lub7  
    Ty%4#9``0  
    76[aOC2Ad  
    Ygn"7  
    [!{*)4$6  
    3+m#v8h1  
    3. 结果:双凸球面透镜 87EI<\mP  
    Cog Lo&.  
    ,_`\c7@  
     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。 P ]2M  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ~az 6n)  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 AO;`k]0e  
    ?mY )m +  
    TQK>w'L  
    3y>.1  
    </<_e0  
    4. 参数:优化球面透镜 zsI0Q47\  
    D0PP   
    ) 0$7{3  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 AW6]S*rh  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 ^BjwPh4Z#  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ltt%X].[  
     透镜材料同样为N-BK7。 6+IOJtj  
    !.L%kw7z  
    +IVVsVp  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 /exV6D r  
    uf`o\wqU  
    8_f0P8R!y  
    -w 2!k  
    5. 结果:优化的球面透镜 133lIX+(k  
    (|ga#%iI  
    .eXIbd<C  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 HeGGAjc  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ]*}*zXN/E  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %xLziF  
    $$ {ebt  
    &X_I^*  
    4cJ^L <  
    6. 参数:非球面透镜 6\O4R  
    ci5ERv`  
    )QaJYC^+  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 j3`:;'L  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 - J!F((jt  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 \UJ:PW$7  
    S=[K/Kf-  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 gbr|0h>  
    x:;8U i"&B  
    bm%2K@ /U  
    uVDB; 6  
    (5-"5<-@R  
    7. 结果:非球面透镜 O:r<es1  
    *v:+A E  
    a>sUq["  
     生成期望的高帽光束形状。 nUmA  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 lhQ*;dMj%"  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 LLgN%!&  
    fLc<}DF  
    D8`,PXtV  
    Podm 3b  
    R9S7p)B  
    8. 总结 ICq;jfML  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 sPkT>q  
    Yl8tjq}iC  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ]t0?,q.$7  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 tDEpR  
    /CKkT.Le  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 E'[pNU*"x-  
    CN brXN  
    扩展阅读 M%&`&{  
    "793R^Tz  
    扩展阅读 X,O&X  
     开始视频 t47 f$gq  
    -     光路图介绍 zd#qBj]g  
     该应用示例相关文件: 0%F C;v0  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 S)g5Tu)  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    ^_5$+  
    .RJvu$U2j  
    n0Ze9W+<  
    QQ:2987619807 sS5#Q  
     
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