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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) W$?Bsz)  
    应用示例简述 -hpMd/F  
    1. 系统细节 #6qLu  
    光源 oA $]%  
    — 高斯激光 o`ijdg!5qG  
     组件 >tVD[wVF0  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 vhu5w#]u*  
    — 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 [}=/?(5  
     探测器 Lw #vHNf6  
    — 视觉感知的仿真 Km,:7#aV  
    — 高帽,转换效率,信噪比 /km'#f)/  
     建模/设计 }TAHVcX*p  
    — 场追迹: X4:SH> U!  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 EXTQ:HSES  
    ~:lN("9OI  
    2. 系统说明 RF.8zea{O`  
    d"JI4)%  
    b>"=kN/  
    XKT2u!Lx  
    3. 建模&设计结果 A]"IQ-  
    5_ioJ   
    不同真实傅里叶透镜的结果: $4*k=+wS  
    t(?tPt4zp  
    \Dn an5H/  
    Na2n4x!  
    4. 总结 K=X13As_  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 m;"dLUb  
    gay6dj^  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 M4(`o^n  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 yu] nK-Y7S  
    l:rT{l=8*  
    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。 q(cSHHv+  
    aw8q}:  
    应用示例详细内容 7BDoF!kCx  
    ![#>{Q4i  
    系统参数 {QRrAi  
    $6p|}<u  
    1. 该应用实例的内容 u4p){|x7s  
    U:o(%dk  
    t=$Hv  
    0"to]=  
    2Sg,b8  
    2. 仿真任务 -THU5AB  
    1P+Te,I  
    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。 \@i4im@%xU  
    X6g{qzHg_  
    3. 参数:准直输入光源 lwuslt*E/  
    L 2:N@TP  
    O'} %Bjl  
    %;{R o)03  
    4. 参数:SLM透射函数 5U+a{oA  
    t&99ZdE  
    C%y!)v_x  
    5. 由理想系统到实际系统 T=n)ea A  
    p+>vX X  
    f.&((z?rC  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ai,Nx:r   
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。  M} {'kK  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 l /\n7:  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 4]$$ar)  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 6$|!_94>*)  
    9s}y*Vp  
    1-M\K^F  
    & 0*=F%Fd  
    u4UQMj|q  
    应用示例详细内容 {a `#O9  
    S=bdue  
    仿真&结果 $rG~0  
    oTqv$IzqP  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 ') -Rv]xe  
    ~Uz1()ftz  
     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$W~X~//  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 C_JDQByfL  
     为优化计算加入一个旋转平面 *?GV(/Q  
    $WV N4fg  
    }.j09[<  
    4pfv?!Oj  
    2. 参数:双凸球面透镜 OAhCW*B  
     h7h[! >  
    MSw:Ay [9  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 7sci&!.2`  
     由于对称形状,前后焦距一致。 jg_##Oha  
     参数是对应波长532nm。 sZ!/uN!6  
     透镜材料N-BK7。 Jm l4EW7  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 tL!R^Tf  
    gADEjr*H  
    },G>+ s8h  
    n 7Bua  
    `zJTVi4  
    [N-t6Z*  
    3. 结果:双凸球面透镜 X-&U-S;  
    lB0: 4cIj  
    fq"<=  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 # ~SQujgB  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 i!!1^DMrw  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 eaI!}#>R +  
    "$VqOSo  
    x*" 0dYH  
    7Q>*]  
    X~ AE??  
    4. 参数:优化球面透镜 &u_s*  
    w/`I2uYu  
    N<\U$\i  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 AJ*FQo.U  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 =h4* ^NJ  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 I<'wZJRRa  
     透镜材料同样为N-BK7。 0m|$ vb  
    'NJCU.lKm  
    $]G_^ji)K  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 %S<0l@=5`l  
    x-:a5Kz!  
    PV*U4aP  
    )9L:^i6  
    5. 结果:优化的球面透镜 )K4A-9pC  
    BmRk|b  
    \Ami-<T  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 =3Y:DPMB  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 AC$:.KLI  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 wi]F\ q"Y^  
    g?'4G$M  
    eN/o}<(e  
    ~ cKmf]  
    6. 参数:非球面透镜 1?6;Oc^  
    SYPG.O?I  
    z]NzLz9VfL  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 .."=  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 , 8NY<sFh  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 P+m{hn~%  
    BnLM;5 >  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 yX}riXe  
    }=':)?'-.  
    F9sVMV  
    #)aUKFX  
    e%(,)WlTaU  
    7. 结果:非球面透镜 ?]`kc  
    1CkBfK  
    _`/: gkZS  
     生成期望的高帽光束形状。 1]L 0r  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 bIR AwktD  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 u;fD4CA  
    rKR2v (c  
    ?I6us X9$  
    )F\tU  
    kvzGI>H:  
    8. 总结 %"2 ;i@  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 i)Hjmf3  
    m"{D}(TA  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 JsfX&dX0  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 8._ A[{.f  
    n5Ad@Bg  
    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。 nQ*9|v4  
    U2=PmS P  
    扩展阅读 u? a*bW  
    #S57SD  
    扩展阅读 yG)zrRU  
     开始视频 J2 "n:  
    -     光路图介绍 eIz T(3(  
     该应用示例相关文件: Gz]p2KBg  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 f?_UT}n  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    :27GqY,3sK  
    j4v.8;  
    L'dR;T[;  
    QQ:2987619807 YQyf:xJ  
     
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