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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) qYZ\< h^  
    应用示例简述 =+`I%>wc  
    1. 系统细节 S?*pCJ0  
    光源 fOtin[|}6@  
    — 高斯激光 @*jd.a`  
     组件 6?OH"!b2-}  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 4Sv&iQ=vh  
    — 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 "Wd?U[[  
     探测器 pJ[7m  
    — 视觉感知的仿真 r2H_)Oi  
    — 高帽,转换效率,信噪比 J/Ki]T9  
     建模/设计 ma.yI};$  
    — 场追迹: OLpE0gZ.|`  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 &qqS'G*  
    i_T8Bfd:  
    2. 系统说明 F3[3~r  
    %m r  
    DPR=Xls  
    bJ8G5QU  
    3. 建模&设计结果 $FUWB6M  
    TIlBT{A<  
    不同真实傅里叶透镜的结果: H@Dj$U  
    c`I`@Bed  
    Qk?;nF  
    aV`4M VWOz  
    4. 总结 /N(L52mz  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 4RYK9=NH  
    RMU]GCa  
     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>Xx:h6m  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 l%]S7|PKx  
    mf]1mG})  
    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。 gHc0n0ZV  
    `iuo([E d  
    应用示例详细内容 fnV^&`BB  
    /=co/}i  
    系统参数 VaQqi>;\  
    @WVpDhG  
    1. 该应用实例的内容 7@"J&><w!  
    gd3~R+Kd  
    ((L=1]w  
    m/l#hp+  
    +BcJHNIB  
    2. 仿真任务 yZFm<_9>  
    D hy  
    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。 .zf#S0y%(  
    3D>syf  
    3. 参数:准直输入光源 F.ml]k&(m  
     mD`v>L  
    C8i6ESmU  
    bp Q/#\Z  
    4. 参数:SLM透射函数 I\J ^@&JE  
    4A(kM}uRB  
    D4WvRxki  
    5. 由理想系统到实际系统 pX3Q@3,$  
    S(xlN 7=  
    $,R QA^gxW  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 E'qGKT  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 9 A0wiKp  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 |#^##^cF/  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 luD.3&0n  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 #=r:;,,  
    z^s/7Va[  
    x#z}A&  
    j?sq i9#  
    QfjgBJo%  
    应用示例详细内容  )! 2$yD  
    Z%_"-ENT  
    仿真&结果 nRq @hk  
    !#P|2>>u  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 PScq-*^  
    F&? &8.  
     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)。 .9X,)^D  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 LlAMtw"  
     为优化计算加入一个旋转平面 }S84^2J_  
    aq/'2U 7  
    W8hf  Qpw  
    .{U@Hva_K  
    2. 参数:双凸球面透镜 r9[{0y!4  
    5&V0(LT]C  
    3 D<s #  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 FJ]BB4 K  
     由于对称形状,前后焦距一致。 _ZUtQ49  
     参数是对应波长532nm。 Qu4Bd|`(k  
     透镜材料N-BK7。 U1zcJ l^  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 !Cse,6/Z  
    := OdjfhY  
    I75>$"$<  
    HPM ggRs  
    w7d(|`  
    (6##\}L&9  
    3. 结果:双凸球面透镜 Ak(_![Q:q\  
    Wp!#OY1?  
    CjW`cHd  
     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。 p'PHBb8I  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 0< i]ph  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 $#q:\yQsPC  
    ,S.<qmf  
    @lvvI<U  
    8^bc4(H  
    9C;Hm>WEpP  
    4. 参数:优化球面透镜 ;2lKo="  
    C(o]3):?  
    Af'L=0  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 p(B> N!:  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 2M`]nAk2a  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 !ho~@sc{W  
     透镜材料同样为N-BK7。 ;+pS-Zb 6  
    !V|%n(O"  
    )tc"4lp -  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Gwl]sMJ  
    g5THkxp  
    .9r+LA{  
    (sX=#<B%  
    5. 结果:优化的球面透镜 x\/N09  
    cb ICO  
    "M e)'  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 []opPQ 1  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 C)w11$.YQ9  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 6$42 -a%b  
    VU~ R  
    Grot3a  
    P3[!-sv  
    6. 参数:非球面透镜 BK,h$z7#6  
    O0|**Km\+  
    -p|JJx?r  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 H)#HK!F6f  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 kVu8/*Q  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 rLt`=bl&&U  
    2=?/$A9p  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 y]1:IJL2;  
    : z=C   
    w QV4[  
    aD5jy  
    :`FL95  
    7. 结果:非球面透镜 ZHA6BVVT  
    T(< [k:`  
    #. mc+n:I  
     生成期望的高帽光束形状。 D%PrwfR  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 sY @S  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 jlhyn0  
    >0#WkmRY  
    eh`sfH  
    `S&(J2KV  
    -68E]O  
    8. 总结 Fbvw zZ  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 3Thb0\<"  
    q]1HCWde  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 -Oj}PGj$e\  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 f-Yp`lnn.d  
    ["5Z =4  
    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。 v };r  
    kpxWi=y  
    扩展阅读 !8cS1(a  
    D{b*,F:&@)  
    扩展阅读 (X!?#)fyn  
     开始视频 :?!kZD!  
    -     光路图介绍 >Ln/)j  
     该应用示例相关文件: mkJC *45  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 <<xUh|zE  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    P)h ZFX  
    L^}i7nJ  
    xwSi}.  
    QQ:2987619807 *} yOL [  
     
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