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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) ~4+=C\r  
    应用示例简述 c>RS~/Y  
    1. 系统细节 ?k*s!YCZ  
    光源 c~+l|r=u?  
    — 高斯激光 QA&BNG  
     组件 q#N8IUN}4  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 NbnuQPb'  
    — 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 )fz<n$3|$#  
     探测器 hUy\)GsT  
    — 视觉感知的仿真 w/HGmVa  
    — 高帽,转换效率,信噪比 YkLEK|d  
     建模/设计 rz%=qY  
    — 场追迹: &Q"Ox{~W  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 rTjV/~  
    G.a^nQ@e%  
    2. 系统说明 Ni[2 p  
    {'#^  
    0SBiMTm  
    Iz\IQa  
    3. 建模&设计结果 85 tQHm6j  
    X} v]iX  
    不同真实傅里叶透镜的结果: %Ot^G%34  
    ~Xg@,?Zr  
    IU`&h2KZ.  
    PuhFbgxy  
    4. 总结 )_nc;&%w  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 tc'` 4O]c8  
    xA9{o+  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 4W9#z~'  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 I2=?H <  
    =MqefV;-  
    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。 X,<n|zp  
    it~>)_7*P  
    应用示例详细内容 8*^Q#;^~99  
    H}QOoXWkg  
    系统参数 L;0ZB=3n  
    &Q[Y&vNn  
    1. 该应用实例的内容 {g *kr1JM  
    ^MesP:[2  
    Fss7xP'  
    r~uWr'}a}  
    .h2K$(/  
    2. 仿真任务 :*"0o{ ie  
    ozbu|9 +v  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 gNO<`9q  
    UNJ]$x0  
    3. 参数:准直输入光源 ~/6m|k  
    k 4+F  
    4w:_4qyb  
    eXI^9uH  
    4. 参数:SLM透射函数 ~bCn%r2  
    MH`H[2<\!,  
    )x-iru A:  
    5. 由理想系统到实际系统 2!/_Xh  
    (DCC4%w"  
    U<**Est  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 \ qc 8;"@  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 -So&?3,\A@  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 \w!G  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 G l=dL<F  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 SB1\SNB  
    /s>ZT8vaAs  
    qTnfiYG}  
    zlmb_akJ  
    1\q2;5  
    应用示例详细内容 \Clz#k8l1  
    Lnnl++8Y  
    仿真&结果 '!64_OMj'  
    O&=?,zLO[  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 'g8~539{&  
    W;coi4   
     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)。 hSc$Sa8  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 lM C4j  
     为优化计算加入一个旋转平面 twqjaFA>  
    ?w1_.m|8u  
    !ec\8Tj  
    : 2?J#/o  
    2. 参数:双凸球面透镜 P.P3/,  
    x"~F=jT  
    LMWcF'l  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 SI3ek9|XU  
     由于对称形状,前后焦距一致。 lztPexyXZ  
     参数是对应波长532nm。 _cx}e!BK#  
     透镜材料N-BK7。 Xi_>hL+R(  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 W{l+_a{/9  
    ;8;nY6Ie  
    W|3XD-v@  
    *A`hKx  
    E27wxMU  
    Pv{ {zyc  
    3. 结果:双凸球面透镜 iLn)Z0<\o  
    JY#IeNL  
    6pI =?g  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 v8,+|+3  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ;"\e aKl  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 w-R>g dm  
    'MPt K  
    ^q@.yL  
    j|9;") 1  
    X%xX3e'  
    4. 参数:优化球面透镜 {Q?AIp6u|  
    5UR$Pn2a2  
    <0vQHND,3  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 [a\:K2*'  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 'Zf_/ y  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 <wxI>T}b  
     透镜材料同样为N-BK7。 ' eO 4h^  
    Mi9A%ZmP  
    ePK^v_vBD  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 M~;mamTP  
    fQlR;4QX]  
    xA#B1qbw  
    w"bQxS~$y  
    5. 结果:优化的球面透镜 qi h7  
    !zwn Fdp  
    s"p}>BjMIC  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。  |X`xJL  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 {QTfD~z^K  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 CN\SxK`,  
    s%>>E!Qi_  
    oA}&o_Q%  
    tQbDP!,A*=  
    6. 参数:非球面透镜 f GE+DjeA  
    MFaK=1  
    .t4IR =Z  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 JSt%L|}Y  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 #tKc!]m  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 7qV_QZ!.  
    K7Kd{9-2  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Byyus[b'A  
    ej47'#EY  
    g4&zBn  
    o8BbSZVu  
    !v<r=u  
    7. 结果:非球面透镜 Zaf].R  
    @a)@1:=Rm  
    [Oe$E5qv)]  
     生成期望的高帽光束形状。 J2Ocf&y;  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 C[gCwDwl  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ! ]&a/$U  
    .6+j&{WNo!  
    R8F[ 7&(  
    Pon 2!$  
    '0GCaL*Sd  
    8. 总结 uJA8PfbD  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ;&37mO/T  
    2)h i(  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 9XX&~GW/  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 \/la`D  
    oqB(l[%z2  
    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。 )t9<cJ=  
    gpVZZ:~  
    扩展阅读 mEv<r6qDT  
    9xyj,;P>  
    扩展阅读 ZOK2BCoW  
     开始视频 z 3fS+x:E{  
    -     光路图介绍 )7Gm<r  
     该应用示例相关文件: wAkpk&R  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 kq8:h  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    [94A?pn[z  
    ]Vo;ZY_\  
    D'ZR>@w@  
    QQ:2987619807 m"<0sqD;  
     
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