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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: 2021-08-02
    空间光调制器(SLM.0003 v1.0) *4 <4  
    应用示例简述 G'ij?^?  
    1. 系统细节 [[:UhrH-  
    光源 [##`U m  
    — 高斯激光 QGs1zfh*  
     组件 D(y+1^>  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 vU=9ydAj?  
    — 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 bA}AD`5  
     探测器 %KGq*|GUu  
    — 视觉感知的仿真 ^4c,U9J=  
    — 高帽,转换效率,信噪比 HXQ e\r  
     建模/设计 T vrk^!  
    — 场追迹: I Byf_E;r  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 `W@T'T"  
    y }\r#"Z`  
    2. 系统说明 xK(IS:HJ*  
    s}6+8fE"  
    T4mv%zzS  
    >^a$  
    3. 建模&设计结果 1EVfowIl  
    y|$R`P  
    不同真实傅里叶透镜的结果: 0,HqE='w  
    7ftR 4  
    Pm4e8b  
    H&M1>JtE  
    4. 总结 lC0~c=?J  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 !; IJ   
    {P-xCmZ~Wt  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 u*2fP]n  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ^YGTh0$W  
    (a[.vw^g  
    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。 /Rj#sxtdw  
    ebqg"tPN{  
    应用示例详细内容 MDJc[am  
    &VDl/qnaL  
    系统参数 )zU:  
    "e 1wr  
    1. 该应用实例的内容 -"=)z /S  
    zDD4m`2  
    OTj,O77k  
    tJNIr5o  
    t8QRi!\=  
    2. 仿真任务 c!It ^*  
    CEuWw:)  
    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。 .}q]`<]ze  
    &)n_]R#)  
    3. 参数:准直输入光源 7h%4]  
    @Br {!#Wf  
    )0^ >#k  
    XVt/qb%)r  
    4. 参数:SLM透射函数 O gmSQ  
    >H>gH2qp  
    4WC9US-k  
    5. 由理想系统到实际系统 wJe?t$ac?  
    =.*98  
    re^Hc(8M  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Q $~n/  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 U&UKUACn"  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。  B/G-Yh$E  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 b O=yi)  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Z<U>A   
    +`B'r '  
    b7HffO O  
    T dk ,&8  
    /)EY2Y'  
    应用示例详细内容 1svi8wh  
    ib$nc2BPb  
    仿真&结果 {hQ6K)s  
    w\Mnu}<e$  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 er2cQS7R  
    06 i;T~Y  
     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)。 \}5p0.=  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 =wG+Ao  
     为优化计算加入一个旋转平面 7AwgJb hn  
    paW@\1Q  
    /*$hx@ih  
    BQ/PGY>  
    2. 参数:双凸球面透镜 5|I55CTx  
    A(8n  
    yHeEobvb  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 C3XmK}h  
     由于对称形状,前后焦距一致。 /6K Il  
     参数是对应波长532nm。 @?kM'*mrZM  
     透镜材料N-BK7。 sbj";h=E  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 rY0u|8.5Q  
    ^ B/9{0n'  
    HfB@vw^  
    jjzA .8?(7  
    6/Fzco#N  
    +9XQ[57  
    3. 结果:双凸球面透镜 WG u%7e]  
    ka"337H  
    `.%JjsD<  
     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。 _Ov;4nt!  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 nV*y`.+  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 O(z}H}Fv  
    \.uc06  
    j(rL  
    i3VW1~.8  
    1L nyWZ  
    4. 参数:优化球面透镜 @U{<a#  
    EW<kI+0D  
    2xwlKmI N  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 a4 MZ;5  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 T?Fcohz(  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 +7V{ABfGl  
     透镜材料同样为N-BK7。 ziE*'p  
    S4^N^lQ]  
    23!;}zHp  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 uI~S=;o  
    Iu@y(wyg  
    D*PYr{z'  
    qZv =  
    5. 结果:优化的球面透镜 +rXF{@ l  
    !7bw5H  
    pd[ncL  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 V'Kgdj  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 )D&M2CUw"f  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 H)w(q^i  
    >EsziRm  
    fBn"kr;  
    hU]HTX'R  
    6. 参数:非球面透镜 DQ#H,\ ^<  
    ;< jbLhHwD  
    $~0Q@):  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 4+$b~ u  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 U9y|>P\)T  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 7dG 79H  
    TjMe?p  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ?~"bR%  
    g>rp@M  
    $rF=_D6  
    2&'|Eqk  
    ]uj=:@  
    7. 结果:非球面透镜 `;|5  
    u]-_<YZ'B  
    7;@ST`cC  
     生成期望的高帽光束形状。 g"s$}5{8:  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 TGXa,A{  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 {GDmVWG0q  
    )n49lr6 X  
    `p b5*h6r!  
    ).` S/F  
    n% 'tKU\q  
    8. 总结 =gfI!w  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Ho DVn/lr  
    uwf 5!Z:>  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 n+@F`]K e  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 fj7|D'c  
    Pg9hW  
    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。 d)cOhZy  
    O%g $9-?F0  
    扩展阅读 ^D^4 YJz  
    %*aJLn+]_R  
    扩展阅读 b*a2,MiM  
     开始视频 _lzyMEdr  
    -     光路图介绍 !Fo*e  
     该应用示例相关文件: iv`O /T  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 |(m oWY=  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    Uz cx6sw  
    }bN%u3mHws  
    6S6f\gAM  
    QQ:2987619807 t?o ,RN:  
     
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