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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) 70BLd(?  
    应用示例简述 1 ms(03dp  
    1. 系统细节 1rLK1X  
    光源 \7U'p:h=U  
    — 高斯激光 3BzC'nplm  
     组件 A4>j4\A[M  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 M\rZr3  
    — 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 .L#U^H|  
     探测器 zo>@"uH4  
    — 视觉感知的仿真 g<(\#F}/  
    — 高帽,转换效率,信噪比 U1^3 &N8  
     建模/设计 e"O c  
    — 场追迹: M!)~h<YL  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 3JJEj1O  
    aoP=7d|K/  
    2. 系统说明 yJn<S@)VT:  
    ,z0~VS:g8  
    r(6$.zx  
    :'0.  
    3. 建模&设计结果 x@*!MC #  
    zz_(*0,Qcr  
    不同真实傅里叶透镜的结果: tEFbL~n  
    /fDXO;tN  
    ;5PBZ<w  
    RR9G$}WS(  
    4. 总结 nc/F@HCB  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 %-J} m  
    # m;|QWW  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 9T;DFUM  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 /=IBK`  
    %("WoBPH`  
    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。 ]r.95|V*  
    _k O<|ev  
    应用示例详细内容 15\k/[3 #  
    :-)H tyzf  
    系统参数 /JbO$A  
    3EO:Uk5<   
    1. 该应用实例的内容 '"M9`@Y3^  
    K zWqHq  
    C=,O'U(ep  
    'D&[Y)f^  
    .6HHUy  
    2. 仿真任务 K$kI%eGZA  
    X(M|T]`b:  
    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。 s)9d\{  
    >\4"k4d}  
    3. 参数:准直输入光源 w e}G%09L  
    u%b.#!  
    %ki^XB86  
    _?rL7oTv  
    4. 参数:SLM透射函数  SodYb  
    S\<nCkE^  
    8'|_O  
    5. 由理想系统到实际系统 ZZ2vdy38  
    GMOnp$@H^s  
    ZWXA%u7V  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 iOXsj  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 v4Mn@e_#c  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 '1vm]+oM  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 N.F //n  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ?M9?GodbP.  
    g(QT"O!dY  
    9:JQ*O$  
    CXd/M~:!  
    SbK6o:[  
    应用示例详细内容 ul^VGW>i  
    Vqp 3'=No  
    仿真&结果 S pIdw0  
    QA=mD^A  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 e]zd6{g[m  
    Lpv,6#m`)  
     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)。 fV o7wp  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ioJ|-@! #o  
     为优化计算加入一个旋转平面 y#v<V1b]  
    AR3v,eOs  
    Zonr/sA~  
    OOZxs?pR  
    2. 参数:双凸球面透镜 O)%s_/UX  
    V(wANvH  
    "Ta"5XW  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 <_3OiU= w  
     由于对称形状,前后焦距一致。 5ggsOqH  
     参数是对应波长532nm。 z$Z{ LR  
     透镜材料N-BK7。 [Z2mH  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 9CPr/q9'  
    RfQ*`^D  
    ^,{ r[}  
    S1U>Q~ZPA  
    $SfYO!n7Q  
    Dks"(0g  
    3. 结果:双凸球面透镜 } e]tn)  
    t{Wu5<F:  
      |Sr  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 :CGh$d] +  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 j]'ybpMT"  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 '7JM/AcC#K  
    A@ZsL  
    'cPE7uNT  
    5bo')^xa  
    :wY(</H  
    4. 参数:优化球面透镜 IN?6~O p  
    BPd *@l  
    "5@\"L  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 ,b9!\OWDF  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 =4#p|OZP  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 (d*~Qpi{7  
     透镜材料同样为N-BK7。 7bYN  
    {y`n _  
    guk{3<d:Jy  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 !`0 El',gY  
    p-kug]qX  
    Mz: "p.  
    l#&\,T  
    5. 结果:优化的球面透镜 I78Q8W(5  
    W%@0Ym `7  
    -0>s`ruor  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 JYrOE "!h  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 pcNpr`  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 0aa&13!5  
    TEQs9-Uy  
    n8Rsle`a  
    q$kx/6=k  
    6. 参数:非球面透镜  :X 9_~  
    :aR_f`KMm  
    mbXW$E-&R2  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 '}9 %12\^h  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 h3j`X'  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 e]@ B61lc  
    O #5`mo  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 hVW1l&s  
    S z-TarTF  
    +Uxt xl'  
    7`HKa@  
    z=C<@ki`  
    7. 结果:非球面透镜 F7\nG}#s  
    9`cj9zz7  
    ZY*_x)h+#7  
     生成期望的高帽光束形状。 "0m\y+%8  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 G8lTIs4u;  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 y*T@_on5  
    ,U.|+i{  
    %afz{a5  
    LF ;gdF%@  
    nU/x,W[}  
    8. 总结 FDTC?Ii O  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 UcWf O!}D  
    \L"0Pmt[  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 a0PClbf2.  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 j`QXl  
    H]( TSt<Q"  
    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。 ntn ~=oL  
    y$+_9VzYB  
    扩展阅读 Dv}VmC""  
    tS[%C)  
    扩展阅读 z'}z4^35,  
     开始视频 3w8v.J8q  
    -     光路图介绍 Z9 zsvg  
     该应用示例相关文件: .NMZHK?%  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 , RU  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    xG|lmYt76  
    S7B?[SPrN[  
    ?'U@oz8 B  
    QQ:2987619807 \Wb3JQ)  
     
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