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    [技术]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: 2021-11-10
    空间光调制器(SLM.0003 v1.0) H!Z=}>TN  
    应用示例简述 QCQku\GLV  
    1. 系统细节 vBx*bZ  
    光源 akHcN]sa2  
    — 高斯激光 35B G&;C  
     组件 v]\io#   
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Gf\Dc   
    — 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 cP%mkh_ri  
     探测器 A9\m .3jo  
    — 视觉感知的仿真 S.rlF1`  
    — 高帽,转换效率,信噪比 Da*=uW9  
     建模/设计 "- S2${  
    — 场追迹: 8-5MGh0L  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 exrsYo!%  
    w~+5FSdH  
    2. 系统说明 _+YCwg  
    jm0J)Z_"nr  
    T{3C3EE?]  
    (iM"ug2  
    3. 建模&设计结果 WL$Ee=  
    < gB>j\:  
    不同真实傅里叶透镜的结果: 2.CjjI  
    x4fl=  
    SO%x=W  
    h~haA8i?{  
    4. 总结 Nq6~6Rr  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 lMz5))Rr  
    i*B@#;;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。 RpPbjz~  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 __r]@hY   
    H((! BRl  
    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。 [` ~YPUR*  
    rStfluPL  
    应用示例详细内容 0yr=$F(]s  
    o:B?gDM  
    系统参数 ss63/   
    V{@ xhW0  
    1. 该应用实例的内容 $~vy,^  
    7_C;-  
    c=]qUhnH  
    uqwB`<>KJ  
    ',j'Hf  
    2. 仿真任务 z2Sp  
    $s<,xY 9  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 ;ZZ%(P=-  
    <ABN/nH  
    3. 参数:准直输入光源 E6a$c`H@?  
    Jv1igA21_h  
    !]1X0wo\  
    g*C&Pr3  
    4. 参数:SLM透射函数 cnr&%-  
    TJFxo? gC"  
    HL$}Gh]q  
    5. 由理想系统到实际系统 }rf_:  
    4q#6.E;yy  
    dK'?<w$  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 wjh[}rTV*  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 _"n1"%Ns  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 aiVd^(  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 7NC"}JB&  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 }@MOkj  
    U ^1Xc#Ff  
    p'UYH t  
    & V :q}Q  
    tu\;I{ h=0  
    应用示例详细内容 D>M a3g  
    #- $?2?2  
    仿真&结果 )1ia;6}  
    cmgI,n-o?  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 L4`bGZl55  
    Qr]xj7\@i  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 _[;>V*?zp5  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 m^cr-'  
     为优化计算加入一个旋转平面 K=Z~$)Og)  
    `s#0/t  
    #mg6F$E  
    x*td nor&  
    2. 参数:双凸球面透镜 tdSy&]P  
    9EzXf+f  
    IJHNb_Cku  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 lx*"Pj9hho  
     由于对称形状,前后焦距一致。 5=%:CN!/@p  
     参数是对应波长532nm。 !|6M,Rk_  
     透镜材料N-BK7。 G)5w_^&%  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。  z}\TS.  
    q[p+OpA  
    ;okFm  
    *sK")Q4N  
    E!<w t  
    ,l`4)@{G  
    3. 结果:双凸球面透镜 t mAj  
    bM7y}P5`1  
    %^){Z,}M}  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 p12'^i |  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 r0kJx$f  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 S*;8z}5<\  
     fp!Ba  
    j3{8]D  
    \49LgN@\  
    BeP]M1\?>  
    4. 参数:优化球面透镜 pvCn+y/U;  
    .OFwGOL%  
    iaXpe]w$n  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 yZ?|u57  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 q]Y [W1  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 N&g9z{m7  
     透镜材料同样为N-BK7。 df@IC@`pB  
    W,&z:z>  
    qr>:meJy4  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 #B7_5y^  
    gBM6{48GF  
    ;Zfglid  
    7"}<J7"})  
    5. 结果:优化的球面透镜 }^r=(  
    mqL&bmT  
    |"V]$s$ c  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 %|mRib|<C  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 8W' ,T  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 I| j Gu9G  
    hAx#5@*5  
    t(3<w)r2  
    r|!w,>.  
    6. 参数:非球面透镜 y\-f{I  
    i,HafY  
    Vs@[="  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 cRYnQ{$'  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 4o7(cP  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 .48Csc-  
    ul0]\(sS:  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 f-6hcd@Ca  
    E-Z6qZ^  
    i=b<Mz7|  
    E/x2LYH  
    VQSwRL3B=  
    7. 结果:非球面透镜 2c?-_OCy;  
    tbz?th\#  
    OcR6\t'  
     生成期望的高帽光束形状。 i4 BCm/h  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ]fc9m~0N,\  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ZJUTtiD  
    Yphru"\$  
    -$Y@]uf^  
    EPx_xX  
    r\6 "mU  
    8. 总结 "4W@p'  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Oc\Bu6F  
    :e9}k5kdk  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^`0^|u=  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 3;fuz Kk@b  
    *>otz5]  
    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。 /?<tjK' "H  
    eq^<5 f  
    扩展阅读 z}I4m  
    M4hzf  
    扩展阅读 c\2+f7o@  
     开始视频 H.\gLIr  
    -     光路图介绍 lMpjE  
     该应用示例相关文件: k-;%/:Om  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 H JFt{tq2  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    bs-O3w  
     
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