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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) ` y\)X C7  
    应用示例简述 fbNzRXw  
    1. 系统细节 6RnzT d  
    光源 ;f =m+QXU  
    — 高斯激光 L5-|-PP|;  
     组件 a YWWln  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Ks-$:~?5":  
    — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 WwDM^}e  
     探测器 r 3W3;L   
    — 视觉感知的仿真 1z? }'&:  
    — 高帽,转换效率,信噪比 %GHGd'KO&  
     建模/设计 Q?#I{l)V(  
    — 场追迹: Dwp,d~z  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 f8Iddm#  
    >Icr4?zq  
    2. 系统说明 Mfj82rHg  
    =V[uXm  
    y0%1YY  
    wDJ`#"5p{  
    3. 建模&设计结果 ilA45@  
    9 r!zYZ`)  
    不同真实傅里叶透镜的结果: KJA :;   
    V ~C$|+>e  
    BAf$ty h  
    ]:P7}Kpb  
    4. 总结 _)M,p@!?=h  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 =dmr ,WE  
    c$O8Rhx  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 qqrjI.  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 '<R>cN"  
    \$ytmtf5  
    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。 F5h/>  
    i[v4[C=WB!  
    应用示例详细内容 [nTI\17iA  
    fw%`[( hK  
    系统参数 Fx9-A8oIR  
    8xAV[i  
    1. 该应用实例的内容 UB/> Ro  
    WsI`!ez;D  
    Vy\Vpp  
    Ri.tA  
    t`Kbm''d[  
    2. 仿真任务 >f(?Mxh2  
    M]x> u@JH  
    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。 U2q6^z4l  
    z p E|  
    3. 参数:准直输入光源 YX\vk/[|  
    &Y]':gJ  
    Q7 BbST+  
    g'8Y5x[  
    4. 参数:SLM透射函数 j~CnMKN  
    BVQy@:K/  
    !+l'<*8V  
    5. 由理想系统到实际系统 =!q% 1mP  
    w!.@64-  
    al2t\Iq90  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 bSB%hFp=Cp  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 KZm&sk=QM-  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 d#k(>+%=Q  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 fab'\|Y   
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 =BJe)!b  
    O$Rz/&  
    3/G^V'Yu  
    ,YYEn^:>  
    GG} %  
    应用示例详细内容 >4:d)  
    C?PQ>Q!f-  
    仿真&结果 $ [gN#QW%  
    E5k)~P`|  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 /%wS5IZ^  
    Cf {F"o  
     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)。 +v Bi7#&  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 5)[~ T2j!  
     为优化计算加入一个旋转平面 NYm"I`5w  
    $3-v W{<  
    rP@#_(22  
    !X>u.}?g  
    2. 参数:双凸球面透镜 0RUk^  
    2MkrVQQ9g  
    qQ@| Cj  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 / f%mYL  
     由于对称形状,前后焦距一致。  @/2Kfr  
     参数是对应波长532nm。 %)ho<z:7U  
     透镜材料N-BK7。 dG\ wW@}J  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 LQ+/|_(.  
    `Q] N]mK  
    vOQ% f?%G\  
    80xr zv  
    =L6#=7hcl  
    Bo 35L:r|  
    3. 结果:双凸球面透镜 Sg#XcTG  
    )>volP  
    ,:_c-d#  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 OM*_%UF  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 #c"eff  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 mH*ldf;J;=  
    FpoH m%+  
    96=<phcwN[  
    *$f=`sj  
    Kxe\H'rR  
    4. 参数:优化球面透镜 .[|UNg  
    .l}Ap7@  
    C2 N+X(  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 {#,<)wFV\  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 /{M<FVXK+|  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 r pNb.  
     透镜材料同样为N-BK7。 6j#JhcS+  
    y^. 66BH  
    B#sCB&(  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 mScv7S~/s  
    GES}o9?#  
    z;OYPGvkw  
    tgRj8 @  
    5. 结果:优化的球面透镜 j=\h|^gA  
    mHD_cgKN  
    tC[ZWL  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 blO4)7m  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 /:dLqyQ_V  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 `~1!nfFD  
    j3-YZKpg  
    n1[c\1   
    &kb`)F3nU  
    6. 参数:非球面透镜 m5Bf<E,c  
    ( ?FH`<  
    JsEJ6!1  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 Q|y }mC/  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 ~.a"jYb7A}  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 \Z{tC$|H  
    iL/c^(1  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ycA<l"  
    KE?t?p  
    %nA})nA7=  
    i~B?p[  
    -I< >Ab  
    7. 结果:非球面透镜 JK,MK|  
    5Xy(za  
    "ra$x2|=}  
     生成期望的高帽光束形状。 >e]g T  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 #2Rz=QI  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 UQVL)-Z  
    Ee>VA_ss  
    H MOIUd  
    [4KQcmJc#  
    b?wrOS  
    8. 总结 bG;fwgAr  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 @T1G#[C~t  
    kG^76dAQL  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 q^X7x_  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 GwWK'F'2  
    X><C#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。 UmKE]1Yw4r  
    L!f~Am:#  
    扩展阅读 MT6p@b5  
    "8za'@D"f  
    扩展阅读 .1QGNW  
     开始视频 iFIGJS  
    -     光路图介绍 Iu'9yb  
     该应用示例相关文件: manw;`Q  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 5(;Y&?k  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    D?Oe";"/  
    /<[0o]  
    B4s$| i{D  
    QQ:2987619807 UB~K/r`.|  
     
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