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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) o|AV2FM)  
    应用示例简述 X5527`?e  
    1. 系统细节 ep Eg 6   
    光源 ~(%nnG6x  
    — 高斯激光 7 rOziKZ"  
     组件 Y:/z)"u,C  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 &aaXw?/zr  
    — 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 J(VJMS;_  
     探测器 Y+sycdq  
    — 视觉感知的仿真 Sim\+SL{#  
    — 高帽,转换效率,信噪比 x\GCsVy  
     建模/设计 c Q|nL  
    — 场追迹: SI)u@3hl&w  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 X4lz?Y:*  
    5EIh5Y EU>  
    2. 系统说明 ,D3?N2mB  
    +glT5sOk  
    7g cr$&+e  
    try'%0}>  
    3. 建模&设计结果 ^N _kiSr  
    uMtq4.  
    不同真实傅里叶透镜的结果: u!];RHOp|  
    ne4hR]:  
    l_y:IY$"  
    Z~ VOO7|m  
    4. 总结 k/?5Fs!#  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Mk7,:S  
    x-+Hy\^@|  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 L\XnTL{  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 pM= @  
    n:,At] ky  
    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。 7 /w)^&8  
    htj:Z:C`  
    应用示例详细内容 N2vSJ\u  
    F??})YX  
    系统参数 De@GNN"-  
    /\V-1 7-  
    1. 该应用实例的内容 K>Dn#"{Y  
    i<l_z&  
    6LrG+p`  
    D.9qxM"Z>  
    j]#qq]c  
    2. 仿真任务 :[|4Zn  
    F$y3oX  
    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。 qR/~a  
    K>hQls+  
    3. 参数:准直输入光源 F~2bCy[Z  
    I{U7BZy  
    : a @_GIC  
    GuPxN}n 5  
    4. 参数:SLM透射函数 $8vZiB!"  
    U,Ya^2h%  
    SK t&]H  
    5. 由理想系统到实际系统 iqm]sC`  
    bfcQ(m5  
    7v3'JG1r-  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 >M=_:52.+  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 3DRJl, v  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 `>-fU<Q1  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ce@1#}*  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 $5N%!  
    mQdF+b1o  
    IcRA[ g  
    Ut.%=o;&[  
    A?i ~*#wE  
    应用示例详细内容 jYDpJ##Zb  
    OGW,[k= 2{  
    仿真&结果 vy&'A$ H  
    M#%l}  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 3m%oXT  
    n@|5PI"bx  
     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)。 >G7dw1;  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ]!CMo+  
     为优化计算加入一个旋转平面 oGt,^!V1  
    mq 0d ea  
    czNi)4x  
     ac  
    2. 参数:双凸球面透镜 >NLG"[\  
    lTb4quf8I  
    Qw>~] d,Z  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 O0^m_  
     由于对称形状,前后焦距一致。 FQY{[QvF~  
     参数是对应波长532nm。 >7g #e,d   
     透镜材料N-BK7。 e}lF#$  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 slUnB6@Q  
    sg YPR  
    u}I-#j)wap  
    tofX.oi+C$  
    ;]v{3m  
    uuHg=8(  
    3. 结果:双凸球面透镜 +4L]Z ;k  
    U{1%ldOJ%  
    7R5m|h`M  
     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。 r2ZSkP.  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 5&)T[Q X`  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Hk&op P9)  
    n_~u!Ky_P  
    l4Au{%j\  
    R+sv?4k  
    Ei>.eXUD5  
    4. 参数:优化球面透镜 ?+)>JvWDz  
    <JUumrEo  
    r:{;HM+  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 Ms<v81z5T  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 /1@py~ZX  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ^8.s"4{  
     透镜材料同样为N-BK7。 M!i["($_  
    xAwP  
    #W$6[#7=I  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 G*s5GG@Z.  
    y^0 mf|  
    Xsk/U++  
    CwjKz*'[g  
    5. 结果:优化的球面透镜 z`H|]${X  
    HIGTo\]Z  
    JUXo3D~  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 P*|qbY  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 hKVb#|$  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 jXPf}{^  
    @[LM8 @:  
    :>C D;  
    /+wCx#!  
    6. 参数:非球面透镜 \h>6k  
    Sq ]VtQ(  
    *j~ObE_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。 DX0#q #  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 t5CJG'!ql  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 c( _R xLJ  
    ffW-R)U|3  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 5Lm-KohT'  
    :]icW ^%  
    / z m+  
    qWU59:d^{  
    :jAsm[  
    7. 结果:非球面透镜 :jy}V'bn$  
    (%j V [Q  
    B.A;1VE5  
     生成期望的高帽光束形状。 x.9[c m-!  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 |Ed?s  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 FM=XoMP q  
    i"0*)$ h W  
    v4]#Nc$~T  
    Z*R~dHr   
    /2Z7  
    8. 总结 %x./>-[t  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 C).+h7{nd  
    ^V~^[Yp  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "#:h#uRUb  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 _b`/QSL  
    ef@F!s_fI  
    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。 aECpe'!m4  
    ol1J1Zg  
    扩展阅读 >guX,hx^  
    EK Ac>g  
    扩展阅读 y1h3Ch>Y  
     开始视频 >}bkX 6c5  
    -     光路图介绍 B qo#cnlG  
     该应用示例相关文件: BXNC(^  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 "yK)9F[9Mo  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    \qDY0hIv t  
    [x%8l,O #l  
    cSBS38>  
    QQ:2987619807 CD. XZA[  
     
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