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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) qggRS)a  
    应用示例简述 4JXJ0T ar  
    1. 系统细节 pimI)1 !$'  
    光源 N2lz {  
    — 高斯激光 )}Cf6 m}  
     组件 s4Vju/  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 j,z)x[3}  
    — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 ?[%.4i;-h  
     探测器 r> .l^U9hJ  
    — 视觉感知的仿真 G&4D0f  
    — 高帽,转换效率,信噪比 K??jV&Xor  
     建模/设计 _Ih"*~ r/&  
    — 场追迹: Yu9VtC1  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 fuWAw^&  
    uA cvUN-@  
    2. 系统说明 w4zp%`?D'  
    ~RZN+N  
    bL{D*\HF  
    Ds{bYK_y  
    3. 建模&设计结果 <vu~EY0.  
    ++ObsWZ  
    不同真实傅里叶透镜的结果: w{]B)>! 1W  
    Z Z c^~  
    3K/]{ dkD  
    \gv-2.,  
    4. 总结 i~*6JB|  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 dF|R`Pa2ML  
    z80*Ylx  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 b{X.lz0  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Ec}9R3 m  
    P2U4,?_e  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 :`0,f?cE  
    n7zM;@{7  
    应用示例详细内容 "chf \ -!$  
    gV*4{ d`  
    系统参数 x}x)h3e  
    ^;?w<9Y  
    1. 该应用实例的内容 XjYMp3  
    `V.tqZF  
    dkSd Y+Q  
    A>(EM}\,  
    cBHUa}:  
    2. 仿真任务 Urksj:N  
    t{B6W)q  
    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。 H)y_[:[  
    M3dUGM  
    3. 参数:准直输入光源 RusiCo!r  
    vY[ u;VU  
    qR , 5  
    aD~S~L!  
    4. 参数:SLM透射函数 5bol)Z9BO  
    ]eTp?q%0  
    O.aAa5^uh  
    5. 由理想系统到实际系统 8-smL^~%#  
    PI8ag  
    )a+bH</'  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 "kucFf f  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 a(h@4 x  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 $0]5b{i]  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 8zwH^q[`r  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 d Z+7S`{  
    e`5:46k|  
    m5hu;>gt  
    }Fu2%L>  
    h}S2b@e|  
    应用示例详细内容 Q1H.2JXr  
    5F :\U  
    仿真&结果 XD[9wd5w8  
    DG3Mcf@5  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 s GrI%3[e"  
    &((04<@e  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 IY?o \vC  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 C?\HB#41  
     为优化计算加入一个旋转平面 jank<Q&w  
    d 5h x%M  
    >q&e.-qL  
    9YBlMf`KEf  
    2. 参数:双凸球面透镜 cL"Ral-qB  
    ux[13]yY  
    za8+=?  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 M@0S*[O{"  
     由于对称形状,前后焦距一致。 rPHM_fW(O@  
     参数是对应波长532nm。 qtP*O#1q  
     透镜材料N-BK7。 4@-Wp]  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 (c[DQSj  
    kioIyV\=  
    ikPr>  
    >.REg[P  
    O:dUzZR['  
    ldG$hk'  
    3. 结果:双凸球面透镜 pFwe&_u]  
    ?W&ajH_T  
    XK(aH~7xme  
     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。 O@rZ ^Aa  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 I#zL-RXT  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 U.|0y=  
    g#5t8w  
    v\XO?UEJ2  
    L_IvR 4:j~  
    B^x}=Z4  
    4. 参数:优化球面透镜 _cbXzSYq&  
    f{'N O`G  
    mQtOx  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 WVL\|y728s  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 r \} O{ZO  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 _ ^^5  
     透镜材料同样为N-BK7。 &hzr(v~;  
    o1Wf#Zq   
    ?j} Fxr  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 k6_OP]  
    hud'@O"R+  
    f:9qId ;/M  
    p vu% p8  
    5. 结果:优化的球面透镜 z'EphL7r   
    Aac7k m  
    c*)PS`]t  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 (HeIO  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 CWnRRZ}r  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 FFf ~Vmw  
    rrZ'Dz  
    gac/%_-HH7  
    V}4u1oG  
    6. 参数:非球面透镜 xllmF)]*Y  
    Q!W+vh  
    _Tma1 ~Gq  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 SwhArvS  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 AT I2  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 $`/F5R!  
    _[J>GfQd  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 SvD:UG  
    "=9)|{=m  
    }4xz,oN  
    Dn;$4Dak(  
    Oxh . &  
    7. 结果:非球面透镜 2iWxx:e  
    A#w*r-P  
    >zv}59M  
     生成期望的高帽光束形状。 yrR,7v J  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 IN!IjInaT@  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 w;T?m,"  
    +/8KN  
    a]R1Fi0n  
    1?T^jcny:M  
    XO4rrAYvW  
    8. 总结 EA!I& mBq  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 }Ym~[S*x  
    xA"7a  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ro@`S:  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 +~M`rR*  
    7vK}aOs0  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 +?bOGUik  
    |",/  
    扩展阅读 QgW4jIbx  
    [Ma d~;  
    扩展阅读 1;y?!;FD  
     开始视频 \-)augq([  
    -     光路图介绍 jX{t/8v/s4  
     该应用示例相关文件: GAcU8  MD  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 2sXX0kq~V  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    n4Eqm33  
    -$_h]x* W  
    \Y}nehxG@  
    QQ:2987619807 \BxE0GGky  
     
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