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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*d >eK`:N  
    应用示例简述 +'/}[1q1/T  
    1. 系统细节 *fi;ZUPW3  
    光源 EB5_;  
    — 高斯激光 !?o$-+a|  
     组件 kt{C7qpD  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 _/}Hqh  
    — 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 rEyz|k:  
     探测器 6_<s=nTX  
    — 视觉感知的仿真 1N9< d,  
    — 高帽,转换效率,信噪比 ]1d,O^S  
     建模/设计 LkGf|yd_  
    — 场追迹: Tz[?gF.Do  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 q^1aPz  
    0[:9 Hb6  
    2. 系统说明 q{cp|#m#G  
    y168K[p  
    x}&a{;  
    <D!c ~*[  
    3. 建模&设计结果 T5S g2a1&  
    a-5HIY5  
    不同真实傅里叶透镜的结果: .L7Yf+yFg  
    bugFl>  
    E8-fW\!F  
    'DzBp  
    4. 总结 ^'&iYV  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 zD2.Q%`IM  
    0^9:KZ.!  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 |vfujzRZ  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 jefNiEE[  
    gf3U#L}P  
    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。 x(9; !4O>  
    OyJsz]b} M  
    应用示例详细内容 0aC 2 Pym^  
    M_h8#7{G  
    系统参数 IAP/G5'Q  
    b+IOh|  
    1. 该应用实例的内容 -4e) N*VVu  
    DhLr^Z!h3;  
    p9AZ9xr  
    >; &s['H  
    K lli$40  
    2. 仿真任务 %9T~8L @.  
    @%OPy|=,{  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 jj!N39f   
    QSHJmk 6L  
    3. 参数:准直输入光源 m!5HRjOO  
    9DOkQnnc  
    Ak5[PBbW  
    >-5td=:Z  
    4. 参数:SLM透射函数 jq57C}X}2  
    -(\1r2 Y  
    By?nd)  
    5. 由理想系统到实际系统 #)^^_  
    .4Qb5I2#  
    . [T'yc:=  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 `]`=]*d  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 EI1W .V>@  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 5/B#)gm  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 +65oC x  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 JFkN=YR8  
    & u$(NbK  
    Hp btj  
    ePp[m zg6  
    J| SwQE~  
    应用示例详细内容 X"h%tsuw  
    k"">2#V  
    仿真&结果 XC|*A$x,  
    Dv<wge`  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 =X%!YZk p  
    X=v~^8M7%  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 i@P 9EU  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 )]%e  
     为优化计算加入一个旋转平面 ?gLR<d_  
    }@Xh xZu  
    C,o:  
    /~40rXH2C  
    2. 参数:双凸球面透镜 pw@`}cM=  
    m6b$Xyq[  
    r5o@+"!  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 `-VG ?J  
     由于对称形状,前后焦距一致。 i<%m Iq1L  
     参数是对应波长532nm。 L-#e?Y}$J  
     透镜材料N-BK7。 oJ^C]E  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 r"R(}`<,  
    r0>q%eM8  
    'KH lrmnr  
    xEjx]w/&  
    }N?g|  
    qQ^d9EK'?~  
    3. 结果:双凸球面透镜 yahAD.Xuo@  
    lM>.@:  
    PPEq6}  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 Di:{er(p  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Zr=ib  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 {$;2 HbM(  
    '=VH6@vZ_'  
    OY:u',T  
    S+r^B?a<oM  
    ".gNeY6)x  
    4. 参数:优化球面透镜 KYp[Gs  
    nE_Cuc>K\  
    Hb+X}7c$  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 u t$c)_  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 e,(a6X  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 ymYBm: "  
     透镜材料同样为N-BK7。 @Tm`d ?^  
    c S4DN  
    `?l3Ct*  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ?=<~^Lk  
    CphFv!k'Z  
    S_6g~PHsr  
    !NTH.U:g  
    5. 结果:优化的球面透镜 0LdJZP  
    OZf6/10O/  
    3A_G=WaED  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 K*1.'9/  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 [@//#}5v  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 * r;xw  
    fN@{y+6  
    u"`*DFjo*  
    |d[5l^6  
    6. 参数:非球面透镜 YScvyh?E  
    P;73Hr[E#  
    M ,`w A  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 }9^@5!qX  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 A{N\)  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 V7EQ4Om:It  
    yI&9\fn  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 \w%@?Qik  
    ,beS0U]  
    "oR@JbdX  
    {L].T#  
    ?^}_j vT  
    7. 结果:非球面透镜 ?F_)-  
    lNz]H iD  
    FH8k'Hxg  
     生成期望的高帽光束形状。 O(c@PJem  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 z8"7u /4v{  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 1Ipfw  
    [*Uu#9  
    BJk Z2=  
    2 o4^  
    p $Hi[upy  
    8. 总结  .t =  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \F{:5,Du)  
    ^AL2H'  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ]A^4}CK^<  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 $,ikv?"L  
    'RbQj}@x  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 ((bTwx  
    6~xBi(m`  
    扩展阅读 s2REt$.q  
    =n+ \\D  
    扩展阅读 XKS8K4"  
     开始视频 pDl3!m  
    -     光路图介绍 v-Qmx-N  
     该应用示例相关文件: e2cP *J  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ,[e\cnq[  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    ac8P\2{"  
    iOCqE 5d3  
    V 1/p_)A  
    QQ:2987619807 -1u9t4+`  
     
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