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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) [Qr_0O  
    应用示例简述 ^E, #}cW  
    1. 系统细节 XFFm 'W6@  
    光源 yu#m6K  
    — 高斯激光 ([m4 dr  
     组件 l/?bXNt  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 |s#,^SJ0  
    — 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 {%2p(5FB  
     探测器  2X`t&zg  
    — 视觉感知的仿真 di;~$rI!?  
    — 高帽,转换效率,信噪比 Wu,=jL3?$A  
     建模/设计 r{~b4~kAf5  
    — 场追迹: pvWNiW:~k  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 .mnkV -m  
    G=e'H-  
    2. 系统说明 Cf 202pF3y  
    YPs9Pqkn  
    s&%r?  
    1< b~="  
    3. 建模&设计结果 ,jnaa(n  
    (wH+0  
    不同真实傅里叶透镜的结果: U*EBH  
    ;Gp9 ?0  
    xJ^B.;>  
    $LBgBH &z  
    4. 总结 ;Gu(Yoa}y  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 >z3l@  
    U+-;(Fh~  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 rZAP3)dA  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 h5vetci/  
    "6~+ -_:  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 6XAofN/5f  
    e[Z-&'  
    应用示例详细内容 A'uubFRL2[  
    _Kli~$c& M  
    系统参数 N+]HJ`K  
    Z@ec}`UO|u  
    1. 该应用实例的内容 6!6R3Za$  
    2 9z@ !  
    iDCQqj`  
    Vo%ikR #  
    +Lr`-</VF  
    2. 仿真任务 v/7^v}[<  
    }_}LaEYAo  
    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。 ~1Ffu x  
    eOb)uIF  
    3. 参数:准直输入光源 Cpn!}!Gnf  
    1Fsa}UK  
    IUG}Q7w5  
    D;:p6q}hT  
    4. 参数:SLM透射函数 bvl!^xO]  
    z2A,*|I  
    ASSe;+yp  
    5. 由理想系统到实际系统 *aYuuRx  
    &j"_hFhv  
    H-% B<7  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 bdBLfWe  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 #]*d8  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 4?_^7(%p  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 LCSJIt  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 O^~nf%  
    Q}^qu6  
    +}g6X6m  
    S2 -J1 x2N  
    sZ"(#g;3<  
    应用示例详细内容 gP ^A  
    gP!k[E ,Q8  
    仿真&结果 Jg&f.  
    5p7i9"tgn  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 :c:}_t{%  
    R,l*@3Q  
     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)。 k]c$SzJ>/  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ;|,*zD  
     为优化计算加入一个旋转平面 =+4om*  
    y+' ,jM  
    r+a0.  
    |QyZ:`0u  
    2. 参数:双凸球面透镜 E,/nK  
    _]< Tv3]RK  
    ~kI$8oAry  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 [KEw5-=i@  
     由于对称形状,前后焦距一致。 BWkTQd<t  
     参数是对应波长532nm。 DU@SXb  
     透镜材料N-BK7。 %y+v0.aWH+  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Q^'xVS_.  
    mW3 IR3 b  
    .sZ"|j9m  
    1/=6s5vS}  
    IRsyy\[kp8  
    |-]'~ @~  
    3. 结果:双凸球面透镜 EiPOY'  
    .aC/ g?U  
    4SIS #m  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 lgefTT GX)  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 $F@ ,,*  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 AZ. j>+0xx  
    g9F?j  
    Dd:48sN:Jq  
    M?qvI  
    gS!zaD7Nr  
    4. 参数:优化球面透镜 3g3Znb  
    CeUC[cUQU  
    T?*f}J  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 Bf$` Hf6  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 l(Uwci  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 3oPyh $*  
     透镜材料同样为N-BK7。 nR,QqIFFw  
    fy>~ GFk(  
    N LSJ D  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 j^mpkv<P  
    o}Q3mCB  
    XJA];9^  
    dTQW/kAHQ  
    5. 结果:优化的球面透镜 3 5p) e c  
    aco w  
    d M;v39  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 n}8}:3"  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。  qy/t<2'  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 eI/5foA  
    T:*l+<?  
    rs0Wy  
    n"Wlfd0  
    6. 参数:非球面透镜 m(^nG_eX  
    ?:i,%]zxC  
    Bm +Ca:p%  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 }`+9ie7]/  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 ZDmY${J  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 :c9 H2  
    ^MvBW6#1  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 e_IRF+>  
    r"`7ezun:  
    n]jw!;  
    e. R9:  
    sE[ Yg8yAt  
    7. 结果:非球面透镜 Q6xA@"GJ  
    vU9:` @beu  
    qTe@?j  
     生成期望的高帽光束形状。 D=}\]Krmay  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 c-ql  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 x !n8Wx  
    @iN"]GFjS  
    No*[@D]g  
    8"o@$;C  
    plM:7#eA  
    8. 总结 +9B .}t#  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 cVDcda|PE  
    ?H eUU  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 &"^U=f@v  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 &mm!UJ  
    4u#TKr.  
    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。 Hz>Dp !  
    WJN) <+d  
    扩展阅读 9^@)R ED  
    #gXxBM  
    扩展阅读 \t)`Cp6,[b  
     开始视频 .sD=k3d  
    -     光路图介绍 5t-, 5  
     该应用示例相关文件: `yO'-(@"gY  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 &_74h);2I:  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    IRTD(7"oyp  
     
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