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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) T\2) $  
    应用示例简述 ovQS ET18b  
    1. 系统细节 Q3BLL` W~  
    光源 N /sEec  
    — 高斯激光 D%;wVnU w  
     组件 rw5#e.~V  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 oN[Fza>  
    — 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 1Nl&4YLO  
     探测器 'NT#(m%  
    — 视觉感知的仿真 7wiK.99  
    — 高帽,转换效率,信噪比 )BF \!sTn  
     建模/设计 JNxW6 cK  
    — 场追迹: }>{ L#JW  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 dysX  
    ^ o $W  
    2. 系统说明 a9D gy_!Y  
    Y)Znb;`?a  
    v:veV.y  
    (XbMrPKG  
    3. 建模&设计结果 &*(n<5 wt  
    VD9 q5tt7  
    不同真实傅里叶透镜的结果: CdBthOPX)  
    *D=K{bUe'  
    LKR==;qn  
    E/wQ+rv  
    4. 总结 ERp:EZ'  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 A+0T"2  
    BGB,Gb  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 6?%]odI#  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 U;';"9C2>  
    e Z@Gu  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 K[Y c<Q  
    Wk/fB0  
    应用示例详细内容 S}zC3  
    f![xn2T  
    系统参数 gq H`GI  
    Hi]vHG(  
    1. 该应用实例的内容 U/.w;DI   
    *oEv,I_  
    Q?* nuE  
    u{g]gA8s  
    -]Q3/"Q  
    2. 仿真任务 X!U]`Qh  
    "[awmZ:wo  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 I`/]@BdgY  
    a<f;\$h]  
    3. 参数:准直输入光源 vx04h~  
     Y[f,ia  
    T1lXYhAWS  
    o{9?:*?7  
    4. 参数:SLM透射函数 e.h~[^zg  
    `[X6#` <  
    @AvM  
    5. 由理想系统到实际系统 sEoZ1E  
    :0nK`$'  
    nURvy}<r  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 NOF?LV  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 |tG05+M  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 I") H~  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 w>v5oy8s-  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。  C}Rs[  
    0FG5_t"",\  
    l!\1,J:}Z  
    ` !zQ  
    Bp &6x;MJf  
    应用示例详细内容 _mw13jcN]  
    3|q2rA  
    仿真&结果 {VBR/M(q  
    U!x0,sr  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 "=9-i-K9B  
    *]FgfttES  
     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)。 n49;Z,[~  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 fG<Dhz@  
     为优化计算加入一个旋转平面 e%pu.q\gK  
    Dz,uS nnm  
     W|lH   
    /^d. &@*  
    2. 参数:双凸球面透镜 \.5F](:  
    :}^Rs9 '  
    b([:,T7  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 3b#L17D3_  
     由于对称形状,前后焦距一致。 +IvNyj|  
     参数是对应波长532nm。 <sa #|Y$  
     透镜材料N-BK7。 1d`cTaQ-  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 kl| g  
    F@g17aa  
    KCE=|*6::|  
    2>g^4(  
    >Q&CgGpW$  
    : -E,   
    3. 结果:双凸球面透镜 c2/"KT  
    n4Vwao/9x  
    (m6EQoW^s+  
     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。 6Ux[,]G K  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 >xZ5 ac I  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 qbH %Hx  
    SBC~QD>L+  
    >A<Df  
    gglf\)E;}E  
    lBS"3s384  
    4. 参数:优化球面透镜 46ILs1T6  
    &i)helXs]  
    3eWJt\}?B  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 lHcA j{6  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 su}&".e^  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 f#1/}Hq/I  
     透镜材料同样为N-BK7。 TopHE  
    V- /YNRV  
    DjY8nePyE  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,}KwP*:Z  
    I,]J=xi  
    7"#f!.E  
    -'j7SOGk  
    5. 结果:优化的球面透镜 @`6}`k  
    ubi~%  
    +N7"EROc  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 >:A<"wZ  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 r5[4h'f  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 w=|py>%  
    *<7l!#  
    =x1Wii$`  
    -A}zJBcR  
    6. 参数:非球面透镜 7 I@";d8~  
    Yc|uD-y  
    0t+])>  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 H$Kw=kMw  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 mzz$`M 1  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 bi.wYp(*6L  
    )(lJT&e  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 1\y@E  
    9)Ly}Kzx  
    1 =^  
    /9Z!p  
    ?~Pv3'%d  
    7. 结果:非球面透镜 @7%.7LK  
    2$ tQ @r  
    w:Ra7ExP  
     生成期望的高帽光束形状。 AX;c}0g  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 0yaMe@&,  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 `w+1C&>^[  
    |kc@L`7s  
    l~ D\;F  
    e8-ehs>  
    lov%V*tL  
    8. 总结 >Mw'eQ0(y  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 (-(QDRxK  
    I|T7+{5z  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 -=a[J;'q  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 YQ7@D]#  
    V'I T1~  
    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。 e1UITjy  
    *{|$FQnR>(  
    扩展阅读 H99xZxHZ{  
    v%nP*i9  
    扩展阅读 'g hys1H  
     开始视频 M*(H)i;s:w  
    -     光路图介绍 XXm'6xD-  
     该应用示例相关文件: [,b)YjO~Xd  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 @vt$MiOi  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    VE$t%QT  
    Kp&3=e;vn{  
    l `R KqT+  
    QQ:2987619807 "mA1H]r3  
     
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