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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) x@m<Ym-  
    应用示例简述 qo_]ZKL44  
    1. 系统细节 e:OyjG5_  
    光源 VNj@5s  
    — 高斯激光 8;#AO8+U7)  
     组件 XsUUJuCG  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ],[)uTZc  
    — 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 9P.(^SD][z  
     探测器 <uD qYT$6  
    — 视觉感知的仿真 d0 -~| `5  
    — 高帽,转换效率,信噪比 M3(k'q7&:  
     建模/设计 NR4Jn?l{  
    — 场追迹: #*2Rp8n  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 FZXyfZw!|  
    DMd ,8W7a  
    2. 系统说明 =IHje;s  
    O@jqdJu  
    ,J(lJ,c  
    :#$F)]y'\  
    3. 建模&设计结果 =Ndli>x}1  
    .X'< D*  
    不同真实傅里叶透镜的结果: bRPO:lAy  
    O k7zpq  
    3SNL5  
    \84v-VK  
    4. 总结 (Z-l/)Q  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 mW4%2fD[  
    OCnFEX"  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 |pW\Ec#(  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 >uy%-aXiVa  
    MEq"}zrh  
    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。  &?+WXL>  
    = .`jjDJ  
    应用示例详细内容 <o0~H  
    z[9UQU~x?  
    系统参数 /IR#A%U  
    6OB",  
    1. 该应用实例的内容 Mw^ *yW  
    2dbRE:v5  
    f=aIXhiYU  
    6)[< )?A.[  
    /P+q}L %  
    2. 仿真任务 `Ko[r R+  
    H}nJbnU  
    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。 OM:v`<T!z  
    BQjGv?p0s  
    3. 参数:准直输入光源 7[KCWJ  
    v01#>,R  
    @`|)Ia<  
    P`"mM?u  
    4. 参数:SLM透射函数 9y~"|t  
    v0@)t&O  
    R1%y]]*-P  
    5. 由理想系统到实际系统 Qn=$8!Qqa  
    s".HEP~]=  
    1`-r#-MGG  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 9%!dNnUk  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Mqv[XHfB  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 nPA@h  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 Q_O*oT(0  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 nvyB/  
    MFwO9"<A  
    )`?%]D  
    ? +`x e{k  
    #jS[  
    应用示例详细内容 ;/sHWI f+Z  
    CAgaEJhX3  
    仿真&结果 dGkg aC+  
    {p/YCch,  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 PW)aLycPK  
    \Tm}mAvK/o  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 T+CajSV  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 %l$W*.j|;  
     为优化计算加入一个旋转平面 &; >4N"]  
    m ,tXE%l  
    jv&+<j`r  
    Q`6i=mB;  
    2. 参数:双凸球面透镜 $YM_G=k  
    ^^}Hs-{T  
    b{&FuvQg2  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 =r6qX  
     由于对称形状,前后焦距一致。 n?QZFeI`  
     参数是对应波长532nm。 (vyz;Ob  
     透镜材料N-BK7。 OJ,m1{9$}  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 t9u|iTY f!  
    8MF2K6  
    -s"0/)HD  
    .j?kEN?w  
    m#H_*L0  
    x$B&L`QV  
    3. 结果:双凸球面透镜 Pil;/t)"  
    lLiQ;@  
    '%7 Bxof  
     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。 fx?$9(r,  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 )=_ycf^MC  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 LmL Gki$w  
    ]gP5f@`  
    JN[0L:  
    PT]GJ<K/  
    *g$i5!yM'  
    4. 参数:优化球面透镜 `W5-.Tv  
    O\Eqr?%L)  
    wNDbHR  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 @d&H]5  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 vsMmCd)7U  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 n=!uNu7  
     透镜材料同样为N-BK7。 GyC)EFd  
    2wlKBSON  
    ,8VU&?`<}  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 <nzN$"%  
    (Hp'B))2  
    gH7z  
    8r:M*25  
    5. 结果:优化的球面透镜 R7_VXvm>z  
    o"+ i&Wp~  
    A lwtmDa  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ~]fJlfR*  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ,=PKd&  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 j1U 5~%^  
    1>pe&n/  
    &ab|2*3?X  
    P:{<*`q  
    6. 参数:非球面透镜 c:\shAM&  
    !G?gsW0\h  
    qVgd(?hJ#  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 +U8Bln  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 aMwB>bt  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 &M[f&_"8Q  
    T *>`,}J  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 wL{qD  
    :T@r*7hNT  
    w{,4rk;Hr  
    8]"(!i_;)  
    )K]pnH|  
    7. 结果:非球面透镜 Q*ju sm  
    s"~5']8  
    LN^f1/ b*  
     生成期望的高帽光束形状。 0b-?q&*_  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Pq p *  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 1mgLX_U9  
    {aOkV::  
    d8x%SQ!V  
    |m* .LTO  
    <"tDAx  
    8. 总结 p2O~>97t1  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 +c$I&JO  
    #I0pYA2m  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 iEHh{H(  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 7+,vTsCd  
    R.RSQk7;  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ZI13  
    P~ 0Jg# V  
    扩展阅读 x\\7G^$<h  
    Zq"7,z7  
    扩展阅读 +l 0g`:  
     开始视频 \;9W.d1iU  
    -     光路图介绍 B#l?IB~  
     该应用示例相关文件: l|"6yB |  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 "IjI'c  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    Ngy=!g?Hk=  
    _eQ-`?  
    >hsuAU.UOR  
    QQ:2987619807 I9 64  
     
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