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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) vnIxI a  
    应用示例简述 m V^dIm  
    1. 系统细节 lMP|$C  
    光源 r"rEVx#1=  
    — 高斯激光 ph69u #Og  
     组件 J@1(2%)|Z  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 {5*+  
    — 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 sX@e1*YE_  
     探测器 gzw[^d  
    — 视觉感知的仿真 o6{XT.z5qx  
    — 高帽,转换效率,信噪比 B[y1RI|9  
     建模/设计 +K+ == mO&  
    — 场追迹: ib& |271gG  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 )L_jR%2j  
    5nEvnnx0  
    2. 系统说明 x!G\-2#  
    W&rjJZY6  
    Y/{Z`}  
    V1(eebi|  
    3. 建模&设计结果 j8N8|\n-  
    FSH6C2  
    不同真实傅里叶透镜的结果: J| 3CG;+  
    23Eg|Xk  
    W+Iln`L  
    &(wik#S  
    4. 总结 d[ {=/~0  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 5*ABw6'6  
    Ph-3,cC  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 $KtMv +m"  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 1OJ:Vy}n  
    t-/%|@?D  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 .o fYFK  
    6"gncB.  
    应用示例详细内容 [;};qQ-C2  
    F7=a|g  
    系统参数 .H9!UQ&It  
    hWuq  
    1. 该应用实例的内容 GfVMj7{  
    /GCSC8T  
    [?;oiEe.|  
    <;W4Th<4  
    |[xi"E\  
    2. 仿真任务 W>s<&Vb  
    HaLEQ73  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 1=#`&f5f&  
    !74*APPHR  
    3. 参数:准直输入光源 JB* *z00;  
    M}us^t*  
    yUBic~S  
    @-Gf+*GZys  
    4. 参数:SLM透射函数 6eQrupa  
    9/^4W.  
    \#~~,k 6f  
    5. 由理想系统到实际系统 d6~wJMFl  
    >YPfk=0f0  
    n j1 cqh  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 .\< \J|3  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 \b~zyt6-  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 7%L-;xcr]B  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 JQI`9$asuC  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 c9DX  
    wxvt:= =  
    CYG'WFvZZ  
    =]"[?a >  
    "<bL-k*H)  
    应用示例详细内容 =OhhMAn  
    c1b@3  
    仿真&结果 A9F&XF7{  
    Z<xSU?J  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 Z=n& fsE  
    `[Kh[|  
     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)。 "xYMv"X  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ]uj H7T  
     为优化计算加入一个旋转平面 7Nx@eoZ  
    #& R x(  
    @4hxGk=  
    0vDP- qJV-  
    2. 参数:双凸球面透镜 RrGS$<  
    awo=%vJ&  
    vPpbm  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 c]&(h L  
     由于对称形状,前后焦距一致。 b- %7@j  
     参数是对应波长532nm。 k' pu%nWN  
     透镜材料N-BK7。 "'s`?  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 >q4nQ/eP  
    vy6NH5Q  
    (\#j3Y)r  
    (w@|:0t^y[  
    R3%T}^;f  
    gXs@FhR0  
    3. 结果:双凸球面透镜 F0]= z-  
    QMHeU>  
    9sJbz=o]r  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 7{/qQGL  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 T3wR0,  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 )` '  
    ,_P(!7Z8  
    ,T"(97"  
    aD 24)?db-  
    +=U`  
    4. 参数:优化球面透镜 "fS9Nx3  
    CM8WI~  
    V|<qO-#.  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 {n #  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 *slZ17xg  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 vqv(KsD+::  
     透镜材料同样为N-BK7。 P4Wd=Xoz6  
    _/ P"ulNb  
    RhX 2qsva-  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 )QFT$rmX  
    !W n'Ae9  
    &Lk@Xq1  
    L.ndLd  
    5. 结果:优化的球面透镜 >p2v"XX  
    3l<)|!f]g  
    ,Lox?}t  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 Ay"x<JB{U2  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 nolTvqMT  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ]N2'L!4|;  
    AY,6Ddw  
    &=@ R,  
    B~yD4^  
    6. 参数:非球面透镜 Y13IrCA2  
    efZdtrKgy  
    SS(jjpe&,  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 YWd:Ok0  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 B=|yjA'Fg  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 u\s mQhQGE  
    q2&&n6PYW  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 z8vF QO\I"  
    \`|,wLgH  
    7o0e j#  
    *l_1T4]S  
    WNlWigwYl  
    7. 结果:非球面透镜 T*|?]k 8@*  
    )u3<lpoTy  
    ;2#HM^Mu  
     生成期望的高帽光束形状。 d=N5cCqq  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 &{ntx~Eq  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 :,]%W $f=  
    ?8YHz  
    JFR,QUT  
    ]V><gZ  
    93[`1_q7\  
    8. 总结 cf@:rHB}  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 }*IX34  
    ;)c SdA9  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 vE6/B"b  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 $o {f)'.>n  
    Lr40rLx;u  
    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。 dKZffDTZ  
    _pjpPSV6J  
    扩展阅读 YC*S;q  
    4Q_2GiF_ ?  
    扩展阅读 ]5rEwPB  
     开始视频 Z~muQ c?  
    -     光路图介绍 jpOi Eo  
     该应用示例相关文件: /!jn$4fd:  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 /of,4aaK7  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    {#Mz4s`M  
    a+r0@eFLc  
    @0n #Qs|E!  
    QQ:2987619807 @i6D&e=  
     
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