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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) 0Zp<=\!;  
    应用示例简述 (\AszLW  
    1. 系统细节 Y }g6IK}  
    光源 eN7yjd'Y6  
    — 高斯激光 +LU).  
     组件 07E".T%Ts  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 iI/'! 85  
    — 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 j2C^1:s@m  
     探测器 OHXeqjhy  
    — 视觉感知的仿真 Sd/d [  
    — 高帽,转换效率,信噪比 jAK`96+D~b  
     建模/设计 A`mf 8'nTG  
    — 场追迹: p%i .(A  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 jDkc~Wwa  
    qoyGs}/I8  
    2. 系统说明 zv3<i (  
    ".7 KEnx  
    e^ K=8IW  
    PSt|!GST  
    3. 建模&设计结果 B3i=pcef  
    I "+|cFq.  
    不同真实傅里叶透镜的结果: n ;$}pg ~  
    E].a|4sh  
    j4hUPL7  
    7dL=E"WL  
    4. 总结 trNK9@wT)  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 I n%yMH8  
    IBsO  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 {:q9:  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 . KSr@Gz  
    P^W$qy|  
    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。 P#'DGW&W0  
    xsypIbN  
    应用示例详细内容 H'(o}cn7~  
    1=cfk#  
    系统参数 fCo2".Tk  
    #._6lESK  
    1. 该应用实例的内容 4~J1pcBno%  
    BsG[#4KM:  
    R^w >aZ oJ  
    ,)\5O0 D6  
    ry<}DK<u  
    2. 仿真任务 #esu@kMU`  
    J}`$WL:  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 7'l{I'Z  
    [,V92-s;N  
    3. 参数:准直输入光源 iPi'5g(a   
    _|V+["IS  
    t7`Pw33#kY  
    pHbguoH,  
    4. 参数:SLM透射函数 lb XkZ,  
    p[+me o  
    Yoym5<xE  
    5. 由理想系统到实际系统 [[Eu?vQ9R  
    At_Y$N:  
    J ##X5'a3*  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 /bj`%Q.n  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ,lGwW8$R  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 =kkA  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 |gxB; GG  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 mI*>7?  
    4BL,/(W] x  
    9'r3L)[  
    a[9OtZX<  
    * =N 6_  
    应用示例详细内容 n \NDi22  
    "S} hcAL/  
    仿真&结果 ,,-3p#P bw  
    w)c#ZJHG  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 "k@/Z7=  
    Cjb p-  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 yxq!. 72  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 .aRxqFi_  
     为优化计算加入一个旋转平面 y#W8] <dS"  
    #j5^/*XW  
    !a&F:Fbm  
    q\=[v  
    2. 参数:双凸球面透镜 9Qd'=JQl  
    LOo#  
    AR2+W^aM3  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 #FM 'S|  
     由于对称形状,前后焦距一致。 90I3_[Ii  
     参数是对应波长532nm。 =!Cvu.~},  
     透镜材料N-BK7。 <]`2H}*U'  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 |n%N'-el  
    u _^=]K;  
    yXmp]9$  
    j;vaNg|vQ  
    ~1!kU 4  
    ~hX'FV  
    3. 结果:双凸球面透镜 9e6{(  
    X28WQdP,7  
    $5 [RR  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。  8eLL  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 >,1LBM|0u  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 06O  
    (9%%^s]uPT  
    zYJxoC{  
    (J#3+I  
    p.olXP  
    4. 参数:优化球面透镜 zvg&o)/[  
    yh!vl&8M  
    Fb-TCq1y#  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 } 4^UVdz  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 iDN,}:<V  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 W5{e.eI}|  
     透镜材料同样为N-BK7。 1j(,VW  
    0^^i=iE-u  
    bp_@e0  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 sP!qv"u  
    "yk%/:G+  
    ,|/$|$'  
    vA`.8U 0S  
    5. 结果:优化的球面透镜 \x}UjHYIc&  
    XjNu|H/  
    b.+\qaR  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 eU0-_3gN_  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 4dAhJjhgD  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 +J9lD`z  
    ~Otf "<  
    `}l%Am  
    }vIm C [  
    6. 参数:非球面透镜 h'+ swPh  
    xOlkG*3c  
    CXA8V"@&b/  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 0XNb@ogo  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 :z7!X.*  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 3[4]G@  
    JZ [&:  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 +l\Dp  
    Heu@{t.[!D  
    4j5 "{  
    w.\:I[  
    Yaqim<j  
    7. 结果:非球面透镜 HYS7=[hv6  
    &V$R@~x  
    (ydeZx  
     生成期望的高帽光束形状。 9)qx0  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 YuZnuI@m9  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 AyDK-8a  
    \=JKeL|6[S  
    3 0Z;}<)9  
    h pU7  
    eJ'ojc3  
    8. 总结 ~ p.23G]x  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 smggr{-  
    p|%)uA3'/  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 .?qS8:yA  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 gd*\,P  
    OA;L^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。 _]g6 3q  
    n"JrjvS  
    扩展阅读 VQyDd~Za  
    J{Jxb1:c  
    扩展阅读 WG,{:|!E  
     开始视频 %/7`G-a.B  
    -     光路图介绍 j,Y=GjfGM  
     该应用示例相关文件: /D12N'VaE  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 " 1 Bn/Q  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    N.]8qzW  
    YAO0>T<F  
    j<[<qU:  
    QQ:2987619807 <}evOw2  
     
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