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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) ):EXh#  
    应用示例简述 V)jhyCL  
    1. 系统细节 LbI])M  
    光源 \eN/fTPm  
    — 高斯激光 CnA)>4E*'  
     组件 6T_c#G5  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 *0ntx$M-w  
    — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 {X"]92+  
     探测器 4c@F.I  
    — 视觉感知的仿真  :!FwF65  
    — 高帽,转换效率,信噪比 <bppu>&  
     建模/设计 wIHz TL  
    — 场追迹: SntYi0,`  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 S|w] Q  
    (W/UR9x)|d  
    2. 系统说明 {moNtzE;  
    D+PUi!  
    F4gc_>{|  
    %=eD)p7l-  
    3. 建模&设计结果 S6Pb V}  
    rrRC5h  
    不同真实傅里叶透镜的结果: bZfJG^3  
    .1lc'gu5y  
    )Q?[_<1Y+  
    !PbFo%)  
    4. 总结 xWV7#Z7  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 4;{CR. D  
    +q%goG8  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 K#m o+n5-;  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 a8$pc>2E  
    DL{a8t1L  
    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。 1D]wW%us  
    e|y~q0Q$  
    应用示例详细内容 QV1%Zou  
    0q!{&p t  
    系统参数 ^[akB|#\9  
    7|Y8^T s  
    1. 该应用实例的内容 1!#ZEI C  
    bc-}Qn  
    _?<Fc8F  
    ]h@:Y]  
    ]0E-lD0J  
    2. 仿真任务 IQ8AsV&'C  
    5o #8DIal  
    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。 <0}'#9>O  
    TUr}p aw_  
    3. 参数:准直输入光源 P*]g*&*Y +  
    +M:Q!'  
    U5=J;[w}N  
    f#mpd]e+6  
    4. 参数:SLM透射函数 (FHh,y~v  
    XzsK^E0R  
    XwMC/]lK<  
    5. 由理想系统到实际系统 eyV904<F  
    =QRZ(2Wq  
    SYx)!n6U  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 \ 3N#%  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 9 |Y?#oZ1  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 >sq9c/}X  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 K.~U%v}  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 mH"`46  
    0kfw8Lon  
    C54)eT6  
    XMdYted  
    X)+N>8o?N  
    应用示例详细内容 P2kZi=0  
    Yg b#U'|  
    仿真&结果 :1Cc~+]w(u  
    P@#6.Bb#V  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 G <q@K-  
    LtBH4 A  
     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)。 ?~Des"F6)1  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 }2S \-  
     为优化计算加入一个旋转平面 <[bDNe["?  
    .wywO|  
    IcZ'KV  
    ~S9nLb:O{  
    2. 参数:双凸球面透镜 >KJ]\`2>)c  
    [nrP; _  
    )d~Mag+  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 PhQD}|S  
     由于对称形状,前后焦距一致。 ;DTNw=  
     参数是对应波长532nm。 {ig@Iy~DT  
     透镜材料N-BK7。 _%]H}N Q  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 x$E l7=.  
    qCMcN<:>  
    iu .{L(m  
    Jz6PqU|=  
    foeVjL:T  
    6`i'  
    3. 结果:双凸球面透镜 lMP7o&  
    cD\Qt9EI  
    tkmW\  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 ,\M'jV"S K  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。  T-\,r  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 q% "nk  
    VF-d^AGt  
    ?cJ$=  
    T]xGE   
    ]8#{rQ(  
    4. 参数:优化球面透镜 P|?z1JUd  
    .&Z Vy{uP  
    2a^(8A`7W  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 qz:OnQv!  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 8Xr3q eh+  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 [|YMnV<B  
     透镜材料同样为N-BK7。 wcOAyo5(n  
    jy?^an}#h  
    "~ /3  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ;Cwn1N9S  
    86Rit!ih  
    U;31}'b  
    YW5E |z  
    5. 结果:优化的球面透镜 ms$o,[  
    PIA&s6U  
    1ysA~2  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 O Rfl v+  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。  LCG<  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 #O~Y[''C5X  
    _eF*8 /z  
    kB 2bT}  
    4Vs;Y&t]  
    6. 参数:非球面透镜 +SJ aE] $  
    zt8ZJlNK  
    [H& m@*UO  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 OV[-m;h|  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 M;E&@[5  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 bhI8b/  
    >eXNw}_j  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Kq*^*vWC  
    [kXe)dMX8  
    ldxUq,p  
    V*?,r<(  
    X>CYKRtb  
    7. 结果:非球面透镜 OJ 2M_q)e  
    WRgz]=W3w  
    T&c[m!}X|t  
     生成期望的高帽光束形状。 ql8:s>1T  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 C{Fo^-3  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ~$@I <=L  
    y`N1I  
    8_uDxd  
    `8Om*{xg  
    QhZ%<zN  
    8. 总结 [`&cA#C9Yp  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ~2qFA2  
    TQ BL!w  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 R =jK3yfw  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 `S VR_  
    B)(A#&nrb  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 2@H~nw 0  
    s)C.e# xl  
    扩展阅读 3drgB;:g`  
     [W;14BD7  
    扩展阅读 LP87X-qkjW  
     开始视频 }A#FGH +  
    -     光路图介绍 Q=dR[t>^  
     该应用示例相关文件: T4UY%E!0  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 h$k(|/+  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    t^YDCcvoQ  
    f ZISwr  
    W=DQ6.   
    QQ:2987619807 BYGLYT;Z  
     
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