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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) ?ehUGvV2  
    应用示例简述 vl5r~F  
    1. 系统细节 5xc-MkIRL  
    光源 )z7+%nTO  
    — 高斯激光 k&o1z'<C  
     组件 9]|G-cyt  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 2w:cdAv$  
    — 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 t8B==%  
     探测器 gX]'RBTb  
    — 视觉感知的仿真 74a>}+"  
    — 高帽,转换效率,信噪比 5dhT?/qvc  
     建模/设计 T]?QCf  
    — 场追迹: 0GnbE2&  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 k^\>=JTq=  
    &uxwz@RC0  
    2. 系统说明 Ok_)C+o  
    P26YJMJ'  
    Zc*gRC  
    {pEbi)CF,}  
    3. 建模&设计结果 oBzjEv  
    E#,n.U>#)  
    不同真实傅里叶透镜的结果: zbP#y~[  
    !\_li+  
    +7bV  
    S)*!jI  
    4. 总结 g}'(V>(  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 1ogh8%  
    !e:HE/&>i  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 t 5  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 <utD&D8w  
    @W*Zrc1NF  
    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。 .p(~/MnO  
    %/=#8v4*  
    应用示例详细内容 BW%"]J  
    [&p^h  
    系统参数 L51uC ,QF  
    UZqk2D  
    1. 该应用实例的内容 @|J+ f5O  
    ue#Y h  
    a |+q:g0M  
    r2 o-/$  
    GHo=)NTjy  
    2. 仿真任务 `)s>},8W!  
    =H2.1 :'  
    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。 XxEKv=_bc  
    \i$WXW]|  
    3. 参数:准直输入光源 3re|=_ Hy  
    5\$8"/H  
    C/x<_VJzN/  
    hh>mX6A  
    4. 参数:SLM透射函数 kKR Z79"7s  
    -g]g  
    M/mUY  
    5. 由理想系统到实际系统 0`dMT>&I  
    B?)=d,E  
    fdRw:K8  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 F,-S&d  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ghd*EXrF H  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 &r Lg/UEV-  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 *eo<5YUHt  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 jPf*qe>U  
    -w:F8k ~  
    s8]9OG3g  
    < l%3P6|  
    aD:vNX  
    应用示例详细内容 -] .Y";  
    \#; -C<[b  
    仿真&结果 "' hc)58y  
    $}G03G@  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 .<C}/Cl  
    aGY F\7  
     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)。 Q@-7{3  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 2So7fZa^wg  
     为优化计算加入一个旋转平面 5B'};AQ  
    6T5nr  
    s]=s|  
    &k+'TcWm  
    2. 参数:双凸球面透镜 $6X CHVx  
    jWd 7>1R?  
    t%n3~i4X:  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 {IW pI *  
     由于对称形状,前后焦距一致。 )MKzAAt~  
     参数是对应波长532nm。 /f7Fv*z/  
     透镜材料N-BK7。 /v1Rn*VF!  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 1cyX9X  
    r>hkm53  
    #Pz},!7  
    ,afh]#  
    3P!Jw7e  
    @i9T),@  
    3. 结果:双凸球面透镜 Jk)^6  
    1YA_`_@w  
    8S>T1st  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 4 }l,F  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 /2&jId  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 1|VnPQqA  
    `V@{#+X  
    *FkG32k  
    F(8>"(C  
    3+;}2x0-F  
    4. 参数:优化球面透镜 :o}J u}t  
    ! Q`GA<ikv  
    h,q%MZ==^s  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。  ?6!7fs,  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 @' DfNka  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 i51~/ R  
     透镜材料同样为N-BK7。 63d' fgVp  
    &Z_W*D  
    9&=~_,wJd  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 b:Lp`8Du  
    [e )j,Q1  
    bmEo5f~C!  
    e`#c[lbAAM  
    5. 结果:优化的球面透镜 j5ZeYcQ-  
    U3 e3  
    ;f7(d\=y  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 ?Ovl(4VG  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 &j,rq?eh$  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 *]fBd<(8  
    Bl-nS{9"  
    adh=Kp e!w  
    d_&R>GmR$  
    6. 参数:非球面透镜 A e&t#,)  
    E8WOXoP(  
    yVm~5Y&Z  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 rS>JzbWa  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 \cdNyVY  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 )eNR4nF  
    y88FT#hR|5  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ^o]ZDc  
    T^8t<S@`  
    {T Z7>k  
    T=}(S4n#BX  
    zR/d:P?  
    7. 结果:非球面透镜 <jT6|2'  
    }\`MXh's  
    ^ad p<?q4  
     生成期望的高帽光束形状。 2H_|Attoi  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 uh3%}2'P  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 W6D|Rr.q  
    _*1/4^  
    Uu{I4ls6B  
     R:98'`X=  
    T9\wkb.  
    8. 总结 IpmblC4  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 V<AT"vU[  
    ua*k{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。 JS r& S[  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 A^_BK(EY  
    kJqgY|  
    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。 ^SB?NRk  
    Fd-PjW/E8  
    扩展阅读 _rXTHo7P  
    Mxn>WCPo  
    扩展阅读 ;wIpche  
     开始视频 jpZ, $  
    -     光路图介绍 kt.z,<w5O  
     该应用示例相关文件: ps"DL4*  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ./LD  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    |ul25/B B  
    pw*<tXH!  
    TU{^/-l  
    QQ:2987619807 Od70w*,  
     
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