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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) r+8%oWj  
    应用示例简述 ?m3,e&pB5  
    1. 系统细节 ;>?NH6B,  
    光源 3Qt-%=b&  
    — 高斯激光 ,DrE4")4  
     组件 VEAf,{)Q  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 CBC0X}_`  
    — 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 &Q7vY  
     探测器 Y{P0?`  
    — 视觉感知的仿真 C[h"w'A2  
    — 高帽,转换效率,信噪比 gC-3ghmgS  
     建模/设计 zcCX;N  
    — 场追迹: \(9hg.E  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 mSSDV0Pfn  
    CR$\$-  
    2. 系统说明 c8qsp n  
    H.sHXuu  
    _97A9wHj  
    _~f&wkc  
    3. 建模&设计结果 @di mZsi1  
    #QdBI{2  
    不同真实傅里叶透镜的结果: yyZV/ x~  
    Q[t|+RNKv2  
    D/1{v  
    *g =ey?1S  
    4. 总结 @ToY,@]e  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ?LU]O\p  
    gzS6{570  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 m,i@  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 \XaKq8uE  
    Y<lJj"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。 Zo}O,;(F5  
    eh=.Q<N  
    应用示例详细内容 s!* m^zx  
    ay}} v7)GM  
    系统参数 E/MD]ox  
    ?kfLOJQ:I  
    1. 该应用实例的内容 sem:"  
    LadE4:oy  
    ttlFb]zZh  
    +C4UM9  
    J[6`$$l0  
    2. 仿真任务 NRU&GCVwu  
    JQCQpn/  
    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。 yu ~Rk  
    hV,)u3  
    3. 参数:准直输入光源 }GV5':W@WG  
    ,,_$r7H`  
    R-Y07A  
    S>AM?  
    4. 参数:SLM透射函数 EqW/Wxv7b  
    ygiZ~v4P/  
    6\jhDP@`9  
    5. 由理想系统到实际系统 Z_iVOctP  
    < {1'cx  
    #~(J J  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 6_KO6O7g  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 u-yVc*<,  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 H_H3Gp  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 g\;&Z  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 5Oh>rK(  
    p:kHb@  
    y7a84)j3  
    Pc"g  
    *}mk$bA  
    应用示例详细内容 =1qM`M   
    )YSS>V  
    仿真&结果 @)"= b!q=  
    ;JQ:S~K9  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 v?\Z4Z|f  
    CKoRq|QG_  
     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)。 wGRMv1|lIu  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 8R G U^&  
     为优化计算加入一个旋转平面 9fLxp$`(T  
    z=YHRS  
    $^[^ ]Q  
    m-%.LDqM  
    2. 参数:双凸球面透镜 x6-bAf  
    F#<$yUf%  
    ,E YB E  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ;"gUrcuY  
     由于对称形状,前后焦距一致。 ?<mxv"  
     参数是对应波长532nm。 )#|I(Gz ^  
     透镜材料N-BK7。 t|/{oAj  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 =a!w)z_rw  
    ?H7YmN  
    IYZ$a/{P  
    ZT;8Wvo  
    9d5|rk8VS  
    'fIBJ3s[o  
    3. 结果:双凸球面透镜 g!<=NVhYt  
    aaa6R|>0  
    _VvXE572  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 ,\2w+L5TD  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 (g>8!Gl  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 'aLTiF+  
    3rRN~$  
    Tj[=E  
    \xtY\q,[  
    -UTTJnu^  
    4. 参数:优化球面透镜 o8Q+hZB}A  
    {Z~5#<t  
    a,>`ab%>  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 ;|a,1#x  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 "$@Wy,yp  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 }VetaO2*  
     透镜材料同样为N-BK7。 oM<Y o%n  
    d z-  
    reO^_q'  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *_Sx^`"X`l  
    @'D ,T^I  
    p|q}z/  
    ysHmi{V~  
    5. 结果:优化的球面透镜  xRTr@  
    =r?#,'a  
    .+.BNS   
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 KMU2Po qD  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 T?!D?YV  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 0\/cTNN  
    y,YK Mc  
    bOvMXj/HV=  
    3 $~6+i  
    6. 参数:非球面透镜 *{#l0My  
    :\Pk>a  
    &I=27!S  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 v"Z`#Bi  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 v c r5  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 K0YUN^St  
    . #7B10  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 <E&[sQ|3  
    Iz^lED  
    ko Tb{UL  
    da,;IE{1u  
    4Iq-4IG(  
    7. 结果:非球面透镜 s\Zp/-Q  
    M~o\K'  
    vwc)d{ND  
     生成期望的高帽光束形状。 ){_D  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 *  11|P  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 <D1>;C  
    Q+r8qnL'  
    Y +[Z,   
    "&Y5Nh  
    |K7zN\ Wq  
    8. 总结 F:vHbs `y  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ,'FdUq)i  
    MT?;9ZV}  
     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[}g+3a  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 i^O(JC  
    FlqE!6[[  
    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。 83|7#L  
     '7j!B1K-  
    扩展阅读 )]W|i9  
    \_#Z~I{  
    扩展阅读 Qgel^"t]i  
     开始视频 ^kF-mM=  
    -     光路图介绍 O! t> @%)  
     该应用示例相关文件: 0>aAI3E  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 mv0JD(  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    'u)zQAaw.  
    w4"4(SR.  
    3r]m8Hp  
    QQ:2987619807 8}A+{xVp8  
     
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