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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) Q2|6WE  
    应用示例简述 P^ -x  
    1. 系统细节 VQ~eg wJL  
    光源 (^=kV?<  
    — 高斯激光 PC=s:`Y}R  
     组件 s5b<KQ.  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 acpc[ ^'  
    — 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 cP21x<n  
     探测器 _qit$#wK;  
    — 视觉感知的仿真 X7aj/:fXe  
    — 高帽,转换效率,信噪比 Yk4ah$}%-^  
     建模/设计 gi A(VUwI>  
    — 场追迹: Xp^>SSt:4  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 )sEAP Ika  
    z ISy\uka  
    2. 系统说明 ~O~we  
    -mZ{.\9  
    u<@ 55k  
    v|kL7t)}  
    3. 建模&设计结果 F, 5}3$  
    51%<N\>/4  
    不同真实傅里叶透镜的结果: ~fA H6FdZ\  
    v^IMN3^W  
    WtSlD9 h  
    V[| k:($  
    4. 总结 9/\=6v C|  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 avv/mEf-f  
    I8hmn@ce  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 :;x#qtv~Iz  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 MU_ >+Wnf  
    E<_+Tc  
    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)7t`X  
    TLzcQ|  
    应用示例详细内容 {Q L qf   
    %hzNkyD)Y  
    系统参数 wa9{Q}wSa  
    #`Et{6W S  
    1. 该应用实例的内容 |z%*}DPrpa  
    X/wqfP  
    -Kf'02  
    Y)4D$9:  
    (aH_K07  
    2. 仿真任务 2|^bDg;W+u  
    ~Urj:l  
    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。 jZY9Lx8o  
    z//6yr  
    3. 参数:准直输入光源 7~q'3 N  
    \E<)B#  
    w4+bzdZ  
    6{I5 23g  
    4. 参数:SLM透射函数 pRdO4?l  
    1z(y>`ZBq  
    dQFx]p3L  
    5. 由理想系统到实际系统 WS0RvBvb  
    eVWnD,'  
    D9&FCCiUE  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 .es= w=  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 93y.u<,2;  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 iyhB;s5Rgw  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 t UW'E  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 1k>*   
    @le23+q  
    \bb,gRfP  
    MgLz:2 :F  
    8 YBsYKC  
    应用示例详细内容 \G*vY#]  
    D &wm7,  
    仿真&结果 Fx0<!_tY-  
    O@_)]z?jUc  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 (#. )~poZ  
    $wVY)p9Q  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 A! 1>  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ni]gS0/  
     为优化计算加入一个旋转平面 uoKC+8GA  
    6i \b&  
    W"WvkW>-  
    @,sg^KB  
    2. 参数:双凸球面透镜 \d%SC<s  
    _"F(w"|  
    Wm.SLr,o0  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 s4}}MV3X  
     由于对称形状,前后焦距一致。 H1=R(+-s  
     参数是对应波长532nm。 (85F1"Jp  
     透镜材料N-BK7。 R m *"SG  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 +;z4.C{gM  
    '89D62\89  
    Oy[t}*Ik  
    JX/rAnc@  
    z0Gh |N@)  
    GI7CZ  
    3. 结果:双凸球面透镜 ;LH?Qu;e  
    AC(}cMM+  
    mnXaf)"  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 <H E'5b  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 +2W#= G  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 e v?Hz8Q;(  
    JUU0Tx:`9)  
    -D.6@@%Kc}  
    r0j:ll d  
    bU:"dqRm<  
    4. 参数:优化球面透镜 }kXF*cVg  
    E<&VK*{zcO  
    +|( eP_  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 F+Lq  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 hlkf|H  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 it>FG9hVo  
     透镜材料同样为N-BK7。 Jp5~iC2d  
    {q8V  
    ~Cj+6CrT  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 <6n(a)L1  
    UXa3>q>  
    K$' J:{yY  
    =UNzjmP503  
    5. 结果:优化的球面透镜 m2<sVTN`^  
    vM\8>p*U  
    0VsrAV0  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。  D[]vJ  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 |n67!1  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 >48zRi\N  
    b9w9M&?fT  
    Dw6Q2Gnv  
    Ql\{^s+  
    6. 参数:非球面透镜 kfA%%A  
    6]Ppa ~Xwq  
    vD}y%}  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 5oWR}qqFK  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。  nKkI  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 <tgJ-rnL  
    0xC{Lf&  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 U4O F{  
    yHk/8  
    |'mgo  
    |7UR_(}KC  
    ]X4A)%i  
    7. 结果:非球面透镜 Scs \nF2  
    eSywWSdf0  
    .azdAq'r&\  
     生成期望的高帽光束形状。 w]F(o  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 =JNoC01D  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ) <^9`  
    SukRJvi  
    -5d8j<,  
    2Wq)y1R<T  
    &kRkOjuk  
    8. 总结 x@Z?DS$)  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 i4v7x;m_p  
    SgFyv<6>:  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 t#}/VnSQ  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 K )1K ]  
    4wMKl6mL  
    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。 Qy5\qW'  
    do7 [Nj  
    扩展阅读 *#+XfOtF  
    Iz!Blk  
    扩展阅读 qnv9?Xh  
     开始视频 R.*KaCA  
    -     光路图介绍  N6E H  
     该应用示例相关文件: RBJgQ<j8  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 I%b, H`  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    #: w/vk  
    GmPNzHDb  
    'X"@C;q  
    QQ:2987619807 *" >e k k  
     
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