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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) BKFO^  
    应用示例简述 8~y!X0Ov!  
    1. 系统细节 ,7nu;fOT[  
    光源 ,~L*N*ML  
    — 高斯激光 /fQcrd7h  
     组件 -J]?M  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 W83d$4\d  
    — 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 4DIU7#GG  
     探测器 t!D'ZLw  
    — 视觉感知的仿真 Q}#4Qz~n  
    — 高帽,转换效率,信噪比 tbQY&TO1  
     建模/设计 GEPWb[Oa  
    — 场追迹: COi15( G2  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 F'~r?D  
    kn#?+Q  
    2. 系统说明 ?MDo. z3  
    d /jx8(0  
    ?M90K)&g{  
    Uahh|> s  
    3. 建模&设计结果 >A )Sl'  
    za>%hZf\  
    不同真实傅里叶透镜的结果: Y] 1U1 08  
    \t{iyUxY  
    +5fB?0D;  
    1D%P;eUDp  
    4. 总结 /G5KNSi  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 lB}?ey   
    =K@LEZZ'/<  
     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/u0,  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 4n#u?)  
    mjOxmwo  
    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。 l(Y32]Z   
    $y;w@^  
    应用示例详细内容 s-#@t  
    ImQ -kz?b  
    系统参数 QXI~Toddj  
    [KUkv  
    1. 该应用实例的内容 t{,$?}  
    1uo |a  
    {9J|\Zz3  
    K-YxZAf  
    \Vv)(/q{  
    2. 仿真任务 $d1ow#ROgy  
    }51QUFhL0  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 }[%F  
    qX&+  
    3. 参数:准直输入光源 6cg,L:j#  
    x~'_;>]r_  
    Ob%iZ.D|3<  
    H28-;>'`  
    4. 参数:SLM透射函数 !/`AM<`o  
    VK4UhN2  
    <F`9;WX  
    5. 由理想系统到实际系统 eDo4>k"5  
    *K>2B99TXu  
    F_u ?.6e]  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 bSM|"  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 W)`>'X`  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 <S_0=U  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 Q3r]T.].h  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 4Zjd g`  
    "-fyX!  
    y 2k's  
    3{H!B&sb  
    x1 LI&  
    应用示例详细内容 PazWMmI  
    /3+E-|4s  
    仿真&结果 [L7S`Z  
    / /G&=i$  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 I9TNUZq('  
    7ey|~u2  
     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)。 "% i1zQo&  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 X:FyNUa  
     为优化计算加入一个旋转平面 h1)+QLI  
    <-d-. 8  
    zv1,DnkqF  
    +=`w  
    2. 参数:双凸球面透镜 W OYZ  
    F0m[ls$  
    rI)&.5^  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 bz&9]% S<  
     由于对称形状,前后焦距一致。 YU87l  
     参数是对应波长532nm。 aF=;v*  
     透镜材料N-BK7。 WUDXx %  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 5W{|? l{  
    1^Q!EV  
    TR?jT U  
    J(~xU0gd'  
    G*v,-O  
    kSJ:4!lFU  
    3. 结果:双凸球面透镜 LGy!{c  
    M~sP|Ha"+  
    LQ$dT#z2A  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 p8y<:8I  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 a`||ePb|W~  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 -r_Pp}s  
    QK~>KgVi  
    @S012} xH  
    Erl@] P4  
    .b%mr:nEt7  
    4. 参数:优化球面透镜 bF@iO316H  
    {-IRX)m*  
    R[lA@q:  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 t/"9LMKs?  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 z Hj_q%A  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 4_eFc$^  
     透镜材料同样为N-BK7。 {XS2<!D  
    Z*5]qh2r8  
    (i'wa6[E8  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4p&SlJ  
    RG_)<U/B  
    H~qY7t  
    RK]."m0c~#  
    5. 结果:优化的球面透镜 r,Pu-bhF  
    H Lt;1:b  
    XG6UV('  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 HPWjNwM  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 s&OwVQ<M  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 f1VA61z{)  
    #lm1"~`5  
    qoD M!~  
    ~R W6;  
    6. 参数:非球面透镜 Xp3cYS*u  
    _bq2h%G=8  
    @*LESN>T@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。 xZ"kJ'C4}  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 Q ?W6  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 w3IU'(|G  
    z//6yr  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 7~q'3 N  
    \E<)B#  
    w4+bzdZ  
    6{I5 23g  
    0ID 8L [  
    7. 结果:非球面透镜 1z(y>`ZBq  
    dQFx]p3L  
    {z%%(,I  
     生成期望的高帽光束形状。 cYTX)]^u  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 dTP$7nfe  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 .es= w=  
    93y.u<,2;  
    iyhB;s5Rgw  
    t UW'E  
    1k>*   
    8. 总结 (5N&bh`E  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 0)qLW& w  
    MgLz:2 :F  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 8 YBsYKC  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 7QRtNYo#\  
    UkL'h&J~  
    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。 Fx0<!_tY-  
    /T*]RO4%>]  
    扩展阅读 j:,*Liz  
    m5LP~Gb  
    扩展阅读 vexQP}N0  
     开始视频 ]IkjZ=  
    -     光路图介绍 gGdZ}9  
     该应用示例相关文件: o0Hh&:6!M  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 6i \b&  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    zn3i2MWS  
    ,k@fX oW  
    ]?Ru~N}  
    QQ:2987619807 I#f<YbzD  
     
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