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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) L QV@]z&  
    应用示例简述 )Wq1 af   
    1. 系统细节 Z!|r>  
    光源 v {HF}L  
    — 高斯激光 Q34u>VkdQI  
     组件  d6tLC Q  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 \^dse  
    — 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 G2I%^.s  
     探测器 E<3xv;v8r  
    — 视觉感知的仿真 |Vz)!M  
    — 高帽,转换效率,信噪比 O[MFp  
     建模/设计 Fn`Zw:vp6  
    — 场追迹: ,S`n?.&& 7  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 4_QfM}Fyp  
    /fT"WaTEK  
    2. 系统说明 !% W5@tN  
    @B >D>B  
    iU 6,B  
    *Ts$Hj[  
    3. 建模&设计结果 m"Mj3Z:  
    Posz|u<x  
    不同真实傅里叶透镜的结果: >e6OlIW  
    de W1>yh^_  
    }1 qQ7}v  
    tP! %(+V  
    4. 总结 cb)7$S  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 L1!~T+%uQ  
    |A*4Fuc&  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 v^o`+~i  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 &K'*67h  
    `W)?d I?#M  
    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。 LhAW|];  
    z-gMk@l  
    应用示例详细内容 *Xk5H,:  
    }gX hN"  
    系统参数 Qm3F=*)d  
    Iv  
    1. 该应用实例的内容 #p*uk  
    V^Z5i]zT  
    !~?/D  
    (kY  0<  
    [sH3REE1h  
    2. 仿真任务 #|je m   
    7/hn%obC  
    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。 kI(3Pf ].  
    %(&ja_oO  
    3. 参数:准直输入光源 u4 es8"  
    F%p DF\  
    3\P*"65  
    6:%lxG  
    4. 参数:SLM透射函数 Ddq*}Pf0K  
    cd1-2-4U  
    n7;jME/!  
    5. 由理想系统到实际系统 l9|K,YVW  
    {~9HJDcM  
    ^ICSh8C  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Ot47.z  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 G.L}VpopM  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 Z_bVCe{  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 UVl B=  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 rAHP5dx:  
    /77cjesZ9  
    &'k(v(>n,  
    xva e^gr  
    {"~[F2qR  
    应用示例详细内容 Heh&;c  
    E-Xz  
    仿真&结果 @a]cI  
    %E@o8  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 6|q"lS*$S  
    {:"<E?+  
     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)。 \PT!mbB?  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 PCaFG;}  
     为优化计算加入一个旋转平面 ?K pDEH~\  
    d m"R0>  
    \,/ozfJ7dT  
    nkPlfH  
    2. 参数:双凸球面透镜 9*FA=E  
    \;'#8  
    #y#TEw,  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 =/a`X[9vI  
     由于对称形状,前后焦距一致。 5|eX@?QF58  
     参数是对应波长532nm。 3 $%#n*  
     透镜材料N-BK7。 ^,=}'H]  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ~b#<HG\,,  
    j}Svb1A  
    Jgr;'U$  
    }*9F`=%F  
    rU9")4sQ  
    um$U3'0e  
    3. 结果:双凸球面透镜 DI;LhS*z  
    S6bYd`  
    x1wD`r  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 sx+k V A  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ) C~#W  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ~2hzyEh  
    11QZ- ^  
    & ;5f/  
    Oz\J+  
    :tFc Pc'  
    4. 参数:优化球面透镜 UK^w;w2F  
    _Fj\0S"  
    x v$fw>  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 vxPr)"Vvz  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 -6_<]  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 %jj-\Gz!  
     透镜材料同样为N-BK7。 _G-6G=q  
    ;9)nG,P3  
    &,p6lbP  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 YSB> WBS-<  
    V+>RF  
    3_;=y\F  
    {c?{M.R  
    5. 结果:优化的球面透镜 o\W>$$EXD  
    !}P^O(oY  
    MTE 1\,  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 GfP'  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 |uFb(kL[U  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %<Qv?`B  
    F\;l)  
    {s*1QBM$\Z  
    w H=7pS"s  
    6. 参数:非球面透镜 _z]v;Q  
     K\ pZ  
    '^7Z]K<v  
     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|2 [C3  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 +  rN#  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 vfc5M6Vm)<  
    7Y.yl F:  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 j1Sjw6}GCH  
    B "4A1!  
    \N?lG q  
    $i8oLSRV  
    Zg= {  
    7. 结果:非球面透镜 HWou&<EK  
    P%[ { 'u  
    x5rm 2C  
     生成期望的高帽光束形状。 <|WXFjn  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 k?3mFWc  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 OL#i!ia.  
    buKkm$@w  
    @Py'SH!-  
    +m}D.u*cp  
    }{J>kgr6  
    8. 总结  W>x.*K  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Bq4@I_b  
    E'+z.~+  
     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|j Pr J  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Ttb?x<)+8  
    n ]l3 )u  
    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。 Y.52`s6F  
    n*AN/LBp  
    扩展阅读 ms&5Bq+9  
    0"sZP\<p  
    扩展阅读 ,*L3  
     开始视频 tC+1 1M  
    -     光路图介绍 gz:US 77  
     该应用示例相关文件: ?v+el,  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Fkqw #s(T  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    |D;I>O^"R  
    FVOPC:}bj  
    0eA |Uq~  
    QQ:2987619807 PGTjOkx  
     
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