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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) t}q e_c  
    应用示例简述 *r`=hNr  
    1. 系统细节 n$/|r  
    光源 ob.<j  
    — 高斯激光 JmI%7bH@  
     组件 W>@ti9\t  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 @Po5AK3cy  
    — 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 d9f7 &  
     探测器 xE1?)  
    — 视觉感知的仿真 gmL~n7m:K  
    — 高帽,转换效率,信噪比 .<hHK|HF  
     建模/设计 +MoUh'/u  
    — 场追迹: cI=6zMB  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 %6m/ve  
    Mg2+H+C~:  
    2. 系统说明 |p|Zv H  
    )(}[S:`  
    G]K1X"W?  
    iiPVqU%  
    3. 建模&设计结果 9z7_D_yN2  
    jRK}H*uem  
    不同真实傅里叶透镜的结果: E'AR.!  
    *QC6zJ  
    #"gt&t9Q  
    ewMVUq*:  
    4. 总结 dAI^P/y%  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 2f,8Jnia  
    [?]N GTr#  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ;wv[';J  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ? x%s j  
    |9E:S  
    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。 BlVHP8/b  
    72<9xNcB!}  
    应用示例详细内容 q)q 3p  
    m}]{Y'i]R  
    系统参数 VE\L&d2S  
    %_!/4^smE  
    1. 该应用实例的内容 x@ -K  
    `Y&`2WZ ~  
    @cDB 7w\  
    Etz#+R&*  
    >F$9&s&  
    2. 仿真任务 V+gZjuN$  
    U2VEFm6  
    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(y6]E!  
    X5)D[aE6  
    3. 参数:准直输入光源 pS?D~0Nb  
    Ia2WBs =  
    }+,Q&]>~  
    i$Y#7^l%k  
    4. 参数:SLM透射函数 e@'x7Zzh  
    |IAx!Z-P  
    ,ri&zbB  
    5. 由理想系统到实际系统 ?^&ih:"  
    ^ D0"m>3r  
    gwj?.7N*k  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 </I%VHP,[f  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 UylIxd  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 m$8siF{<q  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 s< tG  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 '(]Wtx%9"  
    m#+0m!  
    _/>ktYo:  
    c&c  
    RXXHg  
    应用示例详细内容 4 ]oe`yx  
    `,O7S9]R+  
    仿真&结果 Y.m1d?H 1  
    frcAXh9  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 |~9jO/&r  
    2CC"Z  
     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)。 wSR|uh  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 z_c-1iXCW  
     为优化计算加入一个旋转平面 PMQTcQ^  
    '/GB8L  
    X}#vt?mu  
    8@3=SO  
    2. 参数:双凸球面透镜 2a@X-Di  
    ^gVQ6=z%  
    49"C'n0wST  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Lg\3DzM  
     由于对称形状,前后焦距一致。 bdrE2m  
     参数是对应波长532nm。 c&;" Y{  
     透镜材料N-BK7。 )CXlPbhY?  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ".jO2GO^  
    /K H85/s  
    Uz;^R@  
    v&:[?<6-  
    t[|rp&xG  
    l>*X+TpA,  
    3. 结果:双凸球面透镜 zlLZ8b+  
    0+mR y57  
    5Sl"1HL  
     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。 Gs#9'3_U5  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 u^Cl s!C  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Bo:epus}\  
    j+!u=E  
    T4x%3-4 ;  
    t__f=QB/  
    kQI'kL8>  
    4. 参数:优化球面透镜 $mxG-'x%K  
    >V.?XZ nt  
    %)i&|AV"  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 LR&MhG7  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 :r{-:   
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 Ry[7PLn]  
     透镜材料同样为N-BK7。 Q`i@['?p  
    1 F:bExQ  
    :U\* 4l  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 "1|g eO|  
     +At [[  
    $.C\H,H  
    / 0$ !.  
    5. 结果:优化的球面透镜 c RI2$|  
    f['I4 /o  
    /'oo;e  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 JQb{?C  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Xg.Lo2s  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ~v&Q\>'  
    |HAbZd7PG  
    0SD'&   
    548L^"D  
    6. 参数:非球面透镜 |i B#   
    e!Z}aOeE  
    ")ys!V9  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 R?{_Q<17  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 :V$\y up  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Jd `Qa+  
    lOA EM  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 b4:{PD~Mh  
     9qa/f[G  
    "} :CM_  
    _G)A$6weU  
    !0p K8k&MG  
    7. 结果:非球面透镜 7 cV G?Wr  
    %,$xmoj9O]  
    V+D<626o  
     生成期望的高帽光束形状。 L'Iw9RAJ  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 T5`ML'Dej  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 nh7_ jEX  
    F<h+d917  
    [qY yr  
    Q~.t8g/  
    |WUM=g7PC  
    8. 总结 lpPPI+|4N  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \v+>qY<q  
    ^EN )}:%Z  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 N, u]2,E  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 z 3[J sE%  
    7Wv.-LD6  
    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。 )cL(()N  
    ;HYEJ3  
    扩展阅读  &I-T  
    W.s8!KH:  
    扩展阅读 1mHS -oI9J  
     开始视频 iN[6}V6Sm  
    -     光路图介绍 6? lAbW  
     该应用示例相关文件: W4.w  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 q'trd};xR  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    AEM;ZQU  
    aZo}Ix:/  
    k:7Gb7\  
    QQ:2987619807 H9'psv  
     
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