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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) tw(2V$J  
    应用示例简述 }9kq?  
    1. 系统细节 jGWLYI=V2  
    光源 =0-qBodbl  
    — 高斯激光 D|BN_ai9  
     组件 ZN1p>+oY!  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 8]L.E  
    — 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 <w A_2S Y  
     探测器 4NzHzn  
    — 视觉感知的仿真 lt]U?VZ   
    — 高帽,转换效率,信噪比 !6%mt}h  
     建模/设计 LH8?0 N[  
    — 场追迹: :({<"H)!'  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 `fRy"44nR  
    RAxz+1JT  
    2. 系统说明 g:)v thOs  
    /l`XJs  
    WI9.?(5q  
    %qHT!aP  
    3. 建模&设计结果 5 6R,+sN  
    Rju8%FRO  
    不同真实傅里叶透镜的结果: #(H_w4  
    !RD,:\5V  
    LKZI@i)  
    &|4Uo5qS=Z  
    4. 总结 t<7WM'2<y  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 d7P @_jO6  
    "10VN*)J}  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 r?TK@^z  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 f#t^<`7  
    m0,9yY::wj  
    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。 MD)"r>k  
    O+$70   
    应用示例详细内容 LA+MX 0*  
    l.juys8s  
    系统参数 Uu+C<j&-  
    yd~fC:_ ]  
    1. 该应用实例的内容 "=(;l3-o  
    ,Ai i>D]  
    U!5*V9T~ J  
     m5pVt 4  
    U VKN#"_{  
    2. 仿真任务 >C[1@-]G%7  
    A]9JbNV  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 u2< h<}Y  
    qrc/Q;$  
    3. 参数:准直输入光源 l/^-:RRNKi  
    .B13)$C  
    DO1{r/Ib.{  
    ;Y^RF?un  
    4. 参数:SLM透射函数 'qJ-eQ7e  
    j%;)CV G"  
    ;%<4U^2  
    5. 由理想系统到实际系统 Ol[gck|~  
    O:)IRB3  
    &*aU2{,s,;  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 o3qv945  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 @UX@puK`/  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 ]LTc)[5Zj  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ai4^NJn  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 [r8 d+  
    GuWBl$|+b  
    XB-|gPk  
    2H[a Y%1T  
    ZPao*2xz  
    应用示例详细内容 [Z\1"m  
    3SDWR@x&  
    仿真&结果 HDyZzjgG  
    Vor9 ?F&w  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 X&.$/xaT  
    yQ{_\t1Wd  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 J.2]km  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ,jsx]U/^  
     为优化计算加入一个旋转平面 Ko)T>8:  
    (B,t 1+%  
    T1HiHvJ  
    y%bqeo L~  
    2. 参数:双凸球面透镜 Q 02??W  
    *.%)rm  
    G!Oq>7  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 OW}j4-~wL  
     由于对称形状,前后焦距一致。 h) PB  
     参数是对应波长532nm。 MZW Y  
     透镜材料N-BK7。 8/?uU]#Q  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Q EGanpz  
    9c}]:3#XO  
    b[o"Uq@8?  
    /{ MH'  
    1vK(^u[  
    ku9F N  
    3. 结果:双凸球面透镜 C%?D E@k  
    GdeR#%z  
    N|d.!Q;V.y  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 u$,Wyi )L  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 _AHB|P I  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 9Q7cUoxY  
    /\uH[[s  
    40d9/$uzh  
    [-Tt11  
    QqK{~I|l  
    4. 参数:优化球面透镜 :G=1$gb  
    wQrPS  
    M(WOxZ8  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。  ~uZLe\>K  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 K<  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 @1-GPmj-  
     透镜材料同样为N-BK7。 d>b,aj(  
    K^& ]xFW  
    2td|8vDA  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ="w8U'  
    VmH_0IM^6  
    aco}pXz  
    lyH X#]  
    5. 结果:优化的球面透镜 }Oh'YX#[  
    9c5G6n0  
    =']};  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 8j+:s\  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Z=Y_;dS9  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ;/^]|  
    3G/ mB  
    b}*@=X=4o  
    Y=Ar3O*F  
    6. 参数:非球面透镜 yZ~eLWz  
    5nM9!A\D  
    CbH T #  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 c>WpOZ,  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 GgpQ]rw  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 )bCG]OM7<  
    IU'!?XVo  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 > ?{iv1  
    {cyo0-9nv  
    #nf%ojh  
    mA] 84zO  
    ?ZuD _L-i  
    7. 结果:非球面透镜 i h$@:^\  
    lfpt:5a9&  
    Eagmafu  
     生成期望的高帽光束形状。 tp0!,ne*  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 < ;,S"e  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 N}x/&e  
    &b@!DAwAJ  
    qvfAG 0p  
    ^~r&}l4c,  
    [>M*_1F  
    8. 总结 4z0R\tjT  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 zmL~]! ~&  
    jY#(A23  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。  10l1a4  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 !AD0 -fZ  
    /VmCN]2AZ  
    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。 (4{ C7  
    pT ocqJ22  
    扩展阅读 VNxpOoV=S  
    Lr24bv\  
    扩展阅读 %+7T9>+  
     开始视频 LE0J ;|1  
    -     光路图介绍 Fyh?4!/.  
     该应用示例相关文件: ><#2O  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 =ve*g&  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    ;1R?9JN"  
    O'!r]0Q  
    }4\!7]FVYX  
    QQ:2987619807 aX[1H6&=7  
     
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