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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) kXS_:f;M  
    应用示例简述 2|F.JG^  
    1. 系统细节 Z"Z&X0O j  
    光源 1\q(xka{  
    — 高斯激光 qF=D,Dlz  
     组件 =zXpeo&|m  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 \~:Kp Kq  
    — 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 jPYed@[+  
     探测器 uRG0} >]|U  
    — 视觉感知的仿真 BDZB;DPb  
    — 高帽,转换效率,信噪比 F.c`0u;=  
     建模/设计 qgrRH'  
    — 场追迹: ju8tNL,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。 )hj77~{ +  
    !%J;dOcU  
    2. 系统说明 N kp>yVj  
    tu6oa[s  
    *%(8z~(\  
    1C+Y|p?KA  
    3. 建模&设计结果 '-3AWBWI1  
    9'3%%o  
    不同真实傅里叶透镜的结果: u7G@VZ Ux5  
    XyJ*>;q  
    +Y(cs&V*  
    kH d_q.  
    4. 总结 #T Cz$_=t  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 S$\l M<M  
    sLK J<=0i  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 > C{^{?~u  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 '#xxjhF^  
    X;flA*6V  
    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。 `48jL3|  
    UTKS<.q  
    应用示例详细内容 84)$ CA+NX  
    {%. _cR2  
    系统参数 KL# F5\ E  
    aUSxy8%  
    1. 该应用实例的内容 @gENv~m<OI  
    X}p#9^%N  
    Xhtc0\0"(  
    .Br2^F  
    ~1wAk0G`n  
    2. 仿真任务 ,0NVb7F;k  
    2H;&E1:  
    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。 dsX{  5  
    K CJ zE>  
    3. 参数:准直输入光源 r4dG83qg  
    ,)'!E^n  
    P 482D)  
    l"o@.C} f/  
    4. 参数:SLM透射函数 t&:'A g.G  
    "5Oog<  
    !1+L0,I6  
    5. 由理想系统到实际系统 >T;"bc b  
    H`]nY`HYg  
    ^i_mGeu  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 j]rE0Og  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 }Xyu" P  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 Ks@S5:9sp  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 )`F? {Sg  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 r!V#@Md  
    ^~-i>gTD  
    [%;LZZgl  
    \2-!%i,  
    'Kxs>/y3  
    应用示例详细内容 \.myLkm  
    15VOQE5Fl`  
    仿真&结果 v3[Z ]+ ]  
    tf|/_Y2  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 $5r[YdnY<  
    | ctGxS9  
     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)。 RO'MFU<g  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ncb?iJ/b^  
     为优化计算加入一个旋转平面  rmUT l  
    f"xi7vJv!f  
    ':!w%& \  
    `j0T[Pi  
    2. 参数:双凸球面透镜 C>$5<bx  
    Et(Q$/W  
    [0yKd?e  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 sI/Hcm  
     由于对称形状,前后焦距一致。 tS#EqMf&o  
     参数是对应波长532nm。 `j(\9j ok  
     透镜材料N-BK7。 yU\&\fD>j  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 +c/am``  
    cbsy&U  
    %*e6@Hm  
    x%B^hH;W  
    N/DcaHFYo  
    }DxXt  
    3. 结果:双凸球面透镜 e{:P!r aM  
    Kpz>si?CL  
    OZ&J'Y  
     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。 @JT9utct  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 3qiE#+dC  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 +8."z"i3lE  
    Q7&Yy25   
    />Tyiy]2uu  
    -2o4v#d  
    LH"MJWO J  
    4. 参数:优化球面透镜 j*x8K,fN  
    v#a`*^ ^  
    <(6@l@J|6  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 TOn{o}Y B  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 GbwcbfH  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 *;Dd:D9  
     透镜材料同样为N-BK7。 \2U^y4K.  
    YM 0f_G=  
    I$\dT1m$  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 m8rKH\FD}  
    D5\$xdlJy  
    L^KGY<hp4  
    mwZesSxB_  
    5. 结果:优化的球面透镜 <wFR%Y/j  
    ^ox^gw)  
    nj!)\U  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 xAYC%)  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 BXO(B'1)]  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 v$K`C;  
    lInq=  
    24:;vcb  
    A)2vjM9}K  
    6. 参数:非球面透镜 AEX]_1TG  
    iH#~eg  
    ;y%lOYm  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 `x lsvK>  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 !X(Lvt/  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 7fLLV2  
    Dp6]!;kx  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3q R@$pm  
    5znLpBX<N  
    }IC$Du#  
    4-eb&  
    ::g"dRS<v  
    7. 结果:非球面透镜 wp-5B= #:{  
    v!E0/ gD  
    $^.LZ1Jd  
     生成期望的高帽光束形状。 5`{+y]  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Vl{CD>$,  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 <GF)5QB  
    _b<Fz`V  
    "FT5]h  
    g^NdN46%  
    f-y4V}  
    8. 总结 `)`_G!a  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 N;>>HN[bBP  
    Gnj;=f  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 KZ6}),p  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Cnd*%CPZ  
    CM>/b3nOW  
    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。 g (33h2"  
    i/Q*AG>b  
    扩展阅读 /R8>f  
    I--WS[  
    扩展阅读 {p|OKf  
     开始视频 *ys@ 'Ai?  
    -     光路图介绍 W:aAe%S  
     该应用示例相关文件: q =b.!AZy  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 2}'qu)  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    |H2{%!  
    kI<C\ *N  
    Bg-C:Ok 2'  
    QQ:2987619807 - DlKFN  
     
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