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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) G@;Nz i89  
    应用示例简述 ?! _u,sT  
    1. 系统细节 s%FP6u7[i  
    光源 -uO%[/h;N  
    — 高斯激光 R+k=Ea&x  
     组件 G|<]Ma9x  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 -fhAtxkg  
    — 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 6_pDe  
     探测器 Xk 5oybDI  
    — 视觉感知的仿真 >_n:_  
    — 高帽,转换效率,信噪比 9#s,K! !3{  
     建模/设计 5ZZd.9ZgM  
    — 场追迹: mMn2(  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 a"MTQFm'  
    =lYvj  
    2. 系统说明 YL; SxLY  
    :t_}_!~  
    27}.s0{D  
    wEZqkV  
    3. 建模&设计结果 Y}85J:q]  
    Qf/j:  
    不同真实傅里叶透镜的结果: e-&L\M  
    39'X$!  
    sxf}Mmsk  
    Vj?*= UL  
    4. 总结 -Pv P  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 rGQ86L<  
    4Sd+"3M  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ke{DFq h  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 t sC z+MP  
    g{rt^B  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 d@_'P`%-  
    *Cc$eR]-  
    应用示例详细内容 :YkDn~@  
    ?z*W8b]'  
    系统参数 {"qW~S90YO  
    54, Ju'r  
    1. 该应用实例的内容 >$d d 9|[  
    q8&4=eV\A  
    _N[^Hl`\  
    {X{01j};8  
    UHTb61Gs  
    2. 仿真任务 UMnR=~.  
    +]aD^N9['  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 q>Dr)x)  
    XRX7qo(0g  
    3. 参数:准直输入光源 P}w^9=;S  
    7$E2/@f  
    Gl3 `e&7  
    6%Cna0x:&  
    4. 参数:SLM透射函数 SLbavP#G  
    _rWTw+ L  
    *,Aa9wa{  
    5. 由理想系统到实际系统 si+5h6I.}  
    ^MF=,U'8  
    gu~-}  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 dja9XWOg  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 % B7?l  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 7~Xu71^3s  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 q[We][Nrzb  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 lcuH]z  
    R[2[[M  
    HzFt  
    ~a0d .dU  
    r(`8A:#d  
    应用示例详细内容 }K qw\]`  
    }b\ipA,~  
    仿真&结果 1bFEx_  
    3 8ls 4v3  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 A=l?IC@O  
    p]J]<QaZD  
     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)。 o9(#KC?3  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 '<U[;H9\  
     为优化计算加入一个旋转平面 123-i,epg  
    >ZOZv  
    's%ct}y\J  
    :W1tIB  
    2. 参数:双凸球面透镜 ! Dhfr{  
    ;_;H(%uY  
    RvZryA*vu  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Jg?pW:}R  
     由于对称形状,前后焦距一致。 s^x , S  
     参数是对应波长532nm。 YC+ZVp"v  
     透镜材料N-BK7。 !'UsC6Y4  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 tL 9e~>,`  
    NJz*N%VWD  
    ]mDsUZf<  
    ]'z ^Kt5S  
    }9fV[zO  
    SJY"]7  
    3. 结果:双凸球面透镜 M4$4D?  
    z8rh*Rfxd  
    |cBF-KNZ  
     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。 q'U-{~q%  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 /E1c#@  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 E].a|4sh  
    j4hUPL7  
    5w-G]b  
    +[go7A$5  
    trNK9@wT)  
    4. 参数:优化球面透镜 hgMnO J  
    V3Rnr8  
    Y)-)NLLG;n  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 zz''FmedF  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 3  %{'Uh,  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 fn"jYSy  
     透镜材料同样为N-BK7。 "q#kh,-C  
    )SZ,J-H08w  
    _}%# Yz  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,t,65@3+b  
    !D]6Cq  
    !t [%'!v  
    >ww1:Sn  
    5. 结果:优化的球面透镜 =u1w\>(2Y  
    ur_"m+  
    p9bxhnn|  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 'jO-e^qT  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 (VF4]  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ^bgm0,M  
    4)S?Y"Bs  
    |"(3]f\  
    g 0_r  
    6. 参数:非球面透镜 < EE+ S#z  
    2ZFK jj  
    Gt *<?  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 G"R>aw  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 Rhxm)5+  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 _1bd)L&dF  
    t 1'or  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9MlfZsby  
    (E]K)d  
    :a<TV9?H0  
    [Z&s0f1Qb  
    ;eSf4_~  
    7. 结果:非球面透镜 D&lXi~Z%.  
    544I#!  
    LfSU Y  
     生成期望的高帽光束形状。 +as\>"Cj+2  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 *j;r|P;g  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 * =N 6_  
    7)X&fV6<8  
    xaaxj  
    17i@GnbNb  
    zEL[%(fnc  
    8. 总结 tTxo:+xg  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 'F<e)D?  
    &K*_/Q '\  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 v=^)`C6Ma  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ^x#RUv  
    CU M~*  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 d-2I_ )9  
    B_G7F[/K  
    扩展阅读 oU6g5  
    nff]Y$FB  
    扩展阅读 545xs`Q_  
     开始视频 R')GQ.yYq  
    -     光路图介绍 3W WxpTU  
     该应用示例相关文件: g5'bUYsa  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 jWCC`0 T  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    x1ex}_\  
    nUu|}11(  
    ^^(ZK 6d  
    QQ:2987619807 r>eXw5Pr7  
     
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