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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) c}FZb$q#  
    应用示例简述 K&noA  
    1. 系统细节 :!Tb/1  
    光源 {%b-~& F9  
    — 高斯激光 #65Uei|F`+  
     组件 !P0Oq)q  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 }KHdlhD  
    — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 P1ab2D  
     探测器 `W8dayZt  
    — 视觉感知的仿真 &6 L{1  
    — 高帽,转换效率,信噪比 I(Yyg,1Z  
     建模/设计 DP9hvu/85  
    — 场追迹: R{hKl#j;>  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 [?hc.COE  
    #\$R^u]!  
    2. 系统说明 x*[\$E`v  
    mPxph>o  
    j xr~cp?4  
    7PZ0  
    3. 建模&设计结果 ;p#)z/zZ  
      Hs8c%C  
    不同真实傅里叶透镜的结果: }cG!93  
    .4~n|d>z  
    oToUpkAI  
    `2?9eXC  
    4. 总结 {ls$#a+d  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 #|34(ML  
    ?*a:f"vQ  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 QOkPliX  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0*q&)  
    !t6:uC7H  
    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。 `Xnu("w)  
    C9U~lcIS  
    应用示例详细内容 |?SK.1pW  
    &CFHH"OsT  
    系统参数 G_g~-[O  
    u~6`9'Ms  
    1. 该应用实例的内容 ]%3o"|  
    XS]=sfN  
    "*WzoRA={  
    Pm6/sO  
    69 R8#M  
    2. 仿真任务 IDb|J%e^P  
    !q! =VC  
    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。 `AeId/A4n  
    V4}9f5FR  
    3. 参数:准直输入光源 X~GnK>R  
    xCD|UC46?X  
    ~oh=QakW  
    DHJh.Y@H  
    4. 参数:SLM透射函数 c$Js<[1  
    qC40/1-m8K  
    !9DqW&8  
    5. 由理想系统到实际系统 @kn0f`  
    (Kd;l &8  
    V6?ku6k  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 &xMR{:  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 z _~f/  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 /Ou`$2H87  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 wIz<Y{HA=  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 W~k"`g7uu  
    h S}?"ST|  
    <Vm+Lt9  
    LX'.up11X5  
    wGD".CS0  
    应用示例详细内容 tbF>"?FY/  
    @T  
    仿真&结果 \%z#|oV#<  
    ?Ko)AP  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 3t5`,R1@t  
    CTQF+Oe8O  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 )4>M<BO  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 B> *zQb2:  
     为优化计算加入一个旋转平面 :oY u+ cQ  
    \:9dt8(-U  
    orYE&  
    3 HOJCgit  
    2. 参数:双凸球面透镜 R)MWO5  
    bhDV U(%I6  
    (+ q#kKR  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ~A2{$C  
     由于对称形状,前后焦距一致。 9J h"1i>x2  
     参数是对应波长532nm。 NFw7g&1;Kp  
     透镜材料N-BK7。 ~sT/t1Rp  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 GTL gj'B  
    "S)2<tV  
    XG FjqZr`  
    X-2rC  
    &HBqweI  
    V}gP'f07zy  
    3. 结果:双凸球面透镜 FeOo;|a  
    /{@^h#4M1  
    Cq\1t  
     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。 -5;Kyio  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ev~/Hf  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 !kCMw%[  
    !_EL{/ko  
    ,Vb;2  
    -+MGs]),  
    [MLJs-*   
    4. 参数:优化球面透镜 T}')QC&wQ  
    4HX qRFUD  
    ,K4*0!TXP  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 >! u@>  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 UrAg*v!Qy  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 i>=d7'oR  
     透镜材料同样为N-BK7。 o=/Cje  
    'zYKG5A  
    F.;G6  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Hgu:*iYA  
    _`RzPIS^  
    oh%kuO T[  
    ;VQFz&Q$u  
    5. 结果:优化的球面透镜 r]!<iw  
    .-kqt^Gc  
    "v.]s;g  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 O_ }ZSB8"  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 <9za!.(zu  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 k:?+75?$  
    TF\<`}akX  
    @(:ah  
    x.>E7 +  
    6. 参数:非球面透镜 3F%Q q7v  
    R=D\VIu,Z  
    Sr7+DCr  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 rWN#QL()*  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 )p.+39]{2  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 \L#BAB6z  
    K;2]c3T  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Z&mV1dxR  
    !'14mN#A  
    T7;)HFGeW  
    #Id.MLHxA_  
    CK e  
    7. 结果:非球面透镜 2|k*rv}l  
    c%.f|/.k  
    F"a^`E&  
     生成期望的高帽光束形状。 $,k SR}  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 RJs_ S  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 FV/xp}nz  
    1A23G$D  
    *8p\.za1  
    v)JQb-<  
    a@@!Eg A  
    8. 总结 f5a%/1?  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 -<#n7b  
    yZ&By?.0  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ~QdwoeaD  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 "sFdrXJ  
    4\(;}M-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。 OxF\Hm)(  
    89l_%To  
    扩展阅读 whKr3)  
    p)ZlQ.d#Y  
    扩展阅读 @6*<Xs =  
     开始视频 :&)RK~1m_  
    -     光路图介绍 .WL507*"Ce  
     该应用示例相关文件:  v )7d  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 C>68$wd>  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    j<deTK;.  
    jZv8X 5i  
    >K\ 79<x|  
    QQ:2987619807 -I=}SZ  
     
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