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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) qX-5/;n  
    应用示例简述 b=MW;]F  
    1. 系统细节 ~$T>,^K y  
    光源 #1'q'f:7 &  
    — 高斯激光 TCyev[(  
     组件 95@u|#n  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 N^oP,^+U  
    — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 zi6J|u  
     探测器 v0 :n:q  
    — 视觉感知的仿真 SEzjc ~@3  
    — 高帽,转换效率,信噪比 dR\yRC]I  
     建模/设计 JX 5/PCO  
    — 场追迹: ~\NQkaBkY  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 uVU)LOx  
    hfY/)-60o  
    2. 系统说明 LZ_VLW9w E  
    61kSCu  
    b; C}=gg  
    @Drl5C}+  
    3. 建模&设计结果 %4!^AA%  
    d<j`=QH  
    不同真实傅里叶透镜的结果: 06AgY0\  
    BE@(| U  
    COHBju fmR  
    A8mc+ Bf(  
    4. 总结 ]m 3cm  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Q<V1`e  
    aIa<,  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 nD eVYK  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 VZcW 3/Y  
    5Q8 H8!^  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ,iao56`E  
    Ir>4-@  
    应用示例详细内容 Fw-Rv'\  
    5<PNl~0  
    系统参数 ^ fC2o%3^  
    ~Oq _lM  
    1. 该应用实例的内容 4pT^ *  
    Psx"[2iZm  
    71[?AmxV  
    l([aKm#  
    Jb*QlsGd  
    2. 仿真任务 6ZHeAb]"  
    "A Bt  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 |^5"-3Q  
    Lwi"K8.u  
    3. 参数:准直输入光源 {u y^Bui}  
    P A ZjA0d  
    %b*N.v1+  
    jcj8w  
    4. 参数:SLM透射函数 n!Y_SPg   
    +zche  
    Wm-$l  
    5. 由理想系统到实际系统 -DHzBq=H  
    #3_g8ni5X  
    00i MU  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 &':C"_|&r  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 yN`hW&K  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 qVfn(rZ  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 D%3$"4M7!  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 64U|]g d$  
    ;Z0&sFm  
    lFtEQ '}  
    !$1qnsz  
    0^V<,CAV  
    应用示例详细内容 rAHP5dx:  
    U'F}k0h?\'  
    仿真&结果 V]J"v#!{  
    7)<Ib j<M  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 q 6UZ`9&z  
    en{p<]H  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 @ntwdv;  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 R2~y<^.V`Y  
     为优化计算加入一个旋转平面 4t =Kt  
    "Ua-7Q&A  
    n6Uh%rO7S|  
    3,v/zcV  
    2. 参数:双凸球面透镜 H?;+C/-K`_  
    L`<#vi  
    k?Hi_;o  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 -6-rX D  
     由于对称形状,前后焦距一致。 tgCp2 `n  
     参数是对应波长532nm。 nHbi{,3  
     透镜材料N-BK7。 wxK71OH  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 %Bm{ctf#)  
    +-;v+{  
    0$`pYW]  
    lU Zj  
    NVkYm+J#  
    vA:ZR=)F  
    3. 结果:双凸球面透镜 p#4*:rpq4  
    J&h59dm-  
    *>qc6d@'  
     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。 /cdLMm:  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 AaB1H7r-  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 lGp:rw`  
    N9d^;6;i  
     y_[VhZ%  
    <HJLs+C  
    H(n fHp.3  
    4. 参数:优化球面透镜 "Y^Fn,c  
     Rh6CV  
    Q`J U[nY  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 j^b &Q  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 e^~dx}X  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ,)\G<q yO6  
     透镜材料同样为N-BK7。 k~<Ozx^AyY  
    z"7?I$N Q  
    AX{<d@z`j  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 LC=M{\  
    N4VZl[7?  
    >clVV6B  
    W^[QEmyn  
    5. 结果:优化的球面透镜 !X"nN9k  
    R=Lkf  
    34)l3UI~  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 #gWok'ZcR  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 J:uFQWxZ   
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ) xV>Va8)  
    $Nvox<d0  
    +7WpJ;C4  
    `r=^{Y  
    6. 参数:非球面透镜 :+9. v  
    qrOesSdc  
    7!`1K_v6  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 8TH;6-RT  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 ;A"i.:ZT  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 NA@Z$Gy  
    4$2HO `@uN  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 A;ZluQ  
    2XBHo (  
    dwvc;f-  
    Xeis_  
    >W/mRv&  
    7. 结果:非球面透镜 "\9 beK:l  
    9P <1/W!  
    'dQGb-<_<  
     生成期望的高帽光束形状。 yoq-H+<  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 AxJqLSfyb,  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ~Odclrs  
    hP[/xe  
    ;gJAxVD<  
    c2GTN"  
    Ygfy;G%  
    8. 总结 g(jn /Cx  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ]B&jMj~y&  
    k+@ :+ RL  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 S>HfyZ&Pc  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 -ImO y|  
    J +Y?'"r  
    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。 [ryII hQ  
    Y>nQ<  
    扩展阅读 ?g K|R  
    -yIx:*KI  
    扩展阅读 ow,! 7|m  
     开始视频 DvI^3iG8  
    -     光路图介绍 2I=4l  
     该应用示例相关文件: $RRh}w\0^  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ij_5=4aZ-  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    .UK`~17!  
    #'#@H  
    |U~\;m@  
    QQ:2987619807 A i#~Eu*  
     
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