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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) )2T1g~8  
    应用示例简述 =~Oi:+L  
    1. 系统细节 ],vUW#6$N  
    光源 o, e y.  
    — 高斯激光 4/; X-  
     组件 DIO @Zo  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 e6n1/TtqM  
    — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 Oo{+W 5[  
     探测器 wW s<{ T  
    — 视觉感知的仿真 1(6B|w5+  
    — 高帽,转换效率,信噪比 ??tyz4$;  
     建模/设计 "4N%I  
    — 场追迹: FtbqZN[  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 6||zwwk'.  
    w5uOi}T\  
    2. 系统说明 $P#Cf&R  
    k{ >rI2;  
    -'& 4No  
    ;!U`GN,tH  
    3. 建模&设计结果 HPVW2Y0_N  
    p] kpDx[9  
    不同真实傅里叶透镜的结果: ~I<yN`5(a  
    lN94 b3_W  
    q H&7Q{  
    weCRhA  
    4. 总结 .-[uQtyWW  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ])paU8u  
    Hm2}xnY  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "5Oi[w&F5  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 !Irmc*;QE  
    Ep-{Ew{T_=  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ;} ),6R  
    V&4)B &W  
    应用示例详细内容 o_   
     `=b)fE  
    系统参数 _urv We  
    et]- ;(M  
    1. 该应用实例的内容 #iD5& klo\  
    AkdONKO8{  
    sOA!Sl  
    v|acKux=t  
    `[\*1GpAo  
    2. 仿真任务 WHxq-&=  
     Qj(q)!Ku  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 a.)Gd]}g  
    t{t*.{w  
    3. 参数:准直输入光源 %v=z|d5-3  
    `?VtB!p@x=  
    v  P8.{$  
    #mY*H^jI]~  
    4. 参数:SLM透射函数 '9cShe  
    w^N xR,  
    ]$/TsN  
    5. 由理想系统到实际系统 7M#2Tze}  
    [G:wPp.y  
    K~**. NF-n  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ?,e7v.b  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 *IWO ,!  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 3Gi#WV4$  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 prE~GO7Z  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 V D+TJ` r  
    8v)pPJr  
    K FV&Dt}<  
    NYtp&[s2-  
    @$'k1f(u>  
    应用示例详细内容 [FLRrTcE  
    "l~wzPY)  
    仿真&结果 , Zs:e.  
    _YzItge*  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 !7ct=L  
    # JHicx\8l  
     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)。 aRg/oA4}  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 [eL?O;@BD  
     为优化计算加入一个旋转平面 v!(B S,  
    y BF3Lms  
    W6f?/{Oo8  
    x,YC/J  
    2. 参数:双凸球面透镜 &UH .e  
    u '-4hU  
    Arh0m. w  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 @!/w'k 8  
     由于对称形状,前后焦距一致。 +e_NpC  
     参数是对应波长532nm。 2Jo'!|]  
     透镜材料N-BK7。 $ ;cZq  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 VS0 &[bl  
    6QVdnXoG/  
    nQ>?{"  
     M\zM-B  
    4:<74B  
    -g8G47piX:  
    3. 结果:双凸球面透镜 O'y8[<  
    xab1`~%K  
    In)8AK(Hw  
     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。 En$-,8\%  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ,Cx @]]  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。  m~"<k d  
    EhDKh\OY5  
    t_1(Ex  
    ?EF[OyE  
    v-u53Fy  
    4. 参数:优化球面透镜 |fX @o0H  
    @]yd Wd  
    SQ7Ws u>T@  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 -[A4B)  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 qP? V{N  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 q_PxmPE@3v  
     透镜材料同样为N-BK7。 \fG?j@Qx  
    3>X]`Oj7y  
    !}7FC>Cx  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 *'D( j#&  
    |uT|(:i84,  
    QiBo]`)%  
    ^PDz"L<*  
    5. 结果:优化的球面透镜 }gw \w?/  
    V'TBt=!=]  
    +\~.cP7[  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 T:$a x  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 l1*qDzb  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ]6)^+(zU  
    4^h_n1 A  
    {&Kck>C'  
    A/eZnsk  
    6. 参数:非球面透镜 " %$jl0i_c  
    HD^Ou5YB  
    1#LXy%^tO  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 5~GHAi  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 Q/'jw yj_  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ia#Z$I6  
    r(=  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 98 dl -?  
    /'KCW_Q  
    z|,YO6(L  
    z8v]Kt&  
    rqJ'm?>cr  
    7. 结果:非球面透镜 <Uj~S  
    =[]V$<G'w{  
    -Zs.4@GH  
     生成期望的高帽光束形状。 UQZ<sp4v;  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 XL9smFq  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 h"h3SD~  
    (bpO>4(S  
    _}8hE v  
    37C'knW  
    Wp7lDx  
    8. 总结 byALM  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 nymF`0HYe1  
    ?#N: a  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 o< )"\f/,  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 OP:i;%@c  
    p5RnFe l  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 \<k5c-8Hb  
    04;E^,V  
    扩展阅读 NX wthc3  
    ']Q4SB"q  
    扩展阅读 QH z3  
     开始视频 %H)^k${  
    -     光路图介绍 T22 4L.?  
     该应用示例相关文件: 1Q[I$=-F  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ^qB a~  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    ky2n%<0]  
    9i9'Rd`g  
    is?#wrV=K  
    QQ:2987619807 v)+E!"R3.  
     
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