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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) ?D*Hl+iu  
    应用示例简述 hj^G} 4  
    1. 系统细节 ]p4`7@@)*  
    光源 -Z`(? k  
    — 高斯激光 Q{J"`d2  
     组件 T[Z <bW~0  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 N>&{Wl'y\  
    — 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 ImUQ*0  
     探测器 >:Rt>po8|w  
    — 视觉感知的仿真 \N# HPrv}  
    — 高帽,转换效率,信噪比 SeRK7Q&_  
     建模/设计 8k+q7  
    — 场追迹: ,$MWk(S  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 cM> G>Yzo  
    OCbQB5k3  
    2. 系统说明 UA69_E{JCH  
    38x[Ad4%  
    JEK%yMj  
    N3XVT{ yo  
    3. 建模&设计结果 ct2_N  
    mr{k>Un\  
    不同真实傅里叶透镜的结果: ++J Bbuzj!  
    hQg,#r(JE4  
    ~cO?S2!W  
    ])Q9=?Sd}  
    4. 总结 ?YkO+?}+  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 _g^K$+F'}  
    h@PMCmf_  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 3oppV_^JdT  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 uZqu xu.  
    ~,1-$#R  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 <eud#v  
    :|3"H&FWK  
    应用示例详细内容 K^]?@oHO  
    }2iKi(io*  
    系统参数 >+A1 V[  
    :w {M6mM>  
    1. 该应用实例的内容 ]zhq.O >2{  
    uNPD~TYN  
    O)$N}V0  
    W[[YOK1T  
    eu}:Wg2  
    2. 仿真任务 ?j&~vy= T  
    ?FY@fO?es  
    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。 {jx#^n&5R  
    Sg_-OX@f  
    3. 参数:准直输入光源 VuO)  
    @ 2%.>0s.  
    K d`l[56#  
    ;4S [ba1/  
    4. 参数:SLM透射函数 :uT fhr  
    %b-;Rn  
    43}&w.AS  
    5. 由理想系统到实际系统 Q8DQ .C  
    eBSn1n  
    WoClTb>F  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 HAI1%F236  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 Y bn=Gy  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 mTXNHvv  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 +X%fcoc  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 st'?3A  
    654jS!  
    0-t4+T  
    G8 <It5CU  
    *xZQG9`kt  
    应用示例详细内容 qs8K jG@  
    qN`]*baS  
    仿真&结果 Ro3I/NI>  
    Tl/Dq(8JH  
    1. VirtualLab中SLM的仿真  a`h$lUb-  
    R<0!?`b  
     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)。 n_xQSVI0F  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 [r/Seg"  
     为优化计算加入一个旋转平面 V)?x*R*T)  
    HZr/0I?  
    {C0OrO2:  
    8tFyNl`c  
    2. 参数:双凸球面透镜 !3X%5=#L4  
    Fb<\(#t  
    /J9T=N  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 9V4V}[%  
     由于对称形状,前后焦距一致。 bbPd&7  
     参数是对应波长532nm。 7"CH\*%  
     透镜材料N-BK7。 ["#A-S  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 q2j}64o _S  
    ss*2TE7  
    6 peM4X  
    4K?H-Jco  
    `bt)'ERO%#  
    We+FP9d%  
    3. 结果:双凸球面透镜 BI]ut |Qw  
    GE3U0w6WbK  
    cwW~ *90#  
     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。 KxTYc  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Ci#5@Q9#w  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 \%4+mgiD  
    C;:1CK  
    fPk9(X;G!p  
    aab4c^Ms=  
    ofrlTw&o  
    4. 参数:优化球面透镜 U-]PWt?C{  
    / jL{JF>I  
    . =foXN  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 r;6YCI=z  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 X)R] a]1A  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 PS<tS_.  
     透镜材料同样为N-BK7。 C2,cyhr  
    hjp?/i%TQ  
    [@FeRIu8  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 WO*WAP)n  
    N n-6/]d#  
    fN%5D z-e  
    >dC(~j{  
    5. 结果:优化的球面透镜 xY}j8~k  
    <n~g+ps  
    b+j_EA_b  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 BRok 89  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 N,+g/o\f  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 #&8pp8wd,}  
    ]A<u eM  
    _.8]7f`*Gc  
    gl\{QcI8<  
    6. 参数:非球面透镜 z^HlDwsbm  
    !J?=nSu  
    p YvF}8  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 G@I_6c E  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 iuk8c.TAR  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 8JO\%DFJ  
    1#_j6 Q2  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 A)a+LW'=u  
    LYT<o FE-  
    iC0,zk4&  
    V'hz1roe  
    #w?%&,Kp  
    7. 结果:非球面透镜 A(sx5Ynp  
    dSD}NM  
    Uo)<_nG  
     生成期望的高帽光束形状。 `e;Sjf<  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ;}9Ws6#XQs  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 cZF;f{t  
    QS?9&+JM|  
    &MLhCekY  
    (eIxU&o'  
    -ddatc|  
    8. 总结 f! Nc+  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 <1%XN  
    _Ws k3AP  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 8r|  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Pw{{+PBu R  
    t4W0~7   
    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。 8$tpPOhzb  
    w}<I\*\`!  
    扩展阅读  p.Yg-CA  
    }nERQq&A  
    扩展阅读 6C}Z1lZl  
     开始视频 uXa}<=O  
    -     光路图介绍 T $]L 5  
     该应用示例相关文件: ?O^:j!C6  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 I,Y^_(JW  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    QN5N h s  
    0`zq*OQ  
    |L-juT X9  
    QQ:2987619807 j'b4Sb s-f  
     
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