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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: 2024-11-11
    空间光调制器(SLM.0003 v1.0) 5hEA/G  
    应用示例简述 /Cwwz  
    1. 系统细节 LR.]&(kyd  
    光源 z{BgAI,  
    — 高斯激光 aW_Y  
     组件 fif'ptK  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 7?g({]  
    — 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 ]srL>29_b  
     探测器 `yl|N L  
    — 视觉感知的仿真 H;a) `R3  
    — 高帽,转换效率,信噪比 g'km*EV  
     建模/设计 !b0A %1W;  
    — 场追迹: -h|[8UG^b  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 g@O?0,+1  
    #(}{*d R  
    2. 系统说明 |2TH[J_a  
    "}0QxogYE  
    c'?EI EP  
    $bpu  
    3. 建模&设计结果 PU\xFt  
    zO9WqP_`iR  
    不同真实傅里叶透镜的结果: TG?>;It&  
    $pPc}M[h  
    iX2exJto  
    e GAto  
    4. 总结 ?Nt m5(R  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 DV?c%z`YO  
    lM#/F\  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ;O>zA]Z8r  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 YJwI@E(l$  
    It'kO jx]  
    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。 :`BG/  
    E2o8'.~Yd`  
    应用示例详细内容 G a$2o6  
    b:O_PS5h  
    系统参数 0"\js:-$  
    &-IkM%_A9  
    1. 该应用实例的内容 /i!/)]*-  
    T{3-H(-gA  
    I+ Qt5Ox  
    jv29,46K  
    BUI#y `J  
    2. 仿真任务 _Nz?fJ:$@  
    `]6W*^'PD  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 j~in%|^  
    #8vl2qWbi  
    3. 参数:准直输入光源 ~}D"8[ABj  
    MnY}U",   
    Sng3B  
    BG-nf1K(  
    4. 参数:SLM透射函数 A$zC$9{0I  
    PEtr8J$uB  
    Ba%b]vp  
    5. 由理想系统到实际系统 N4yQ,tG>aa  
    >6(e6/C-9  
    {oo(HD;5  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 2mthUq9b*  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 bC&xN@4  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 Y$hLsM\%  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 \S?;5LacZ  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 VRv.H8^{  
    XPi5E"  
    Es:oXA  
    RL"hAUs_1  
    Oh1a'&  
    应用示例详细内容 8\`otJY  
    .X4UDZQg  
    仿真&结果 nhq,Y0YH  
    g3'yqIjQL  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 Ve\!:,(Y_  
    rY=dNK]d  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 R|7_iMIZ  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 /T<,vR  
     为优化计算加入一个旋转平面 (Vy`u)gG  
    KJ6:ZTbW  
    Wl>$<D4mO[  
    KSl@V>!_  
    2. 参数:双凸球面透镜 8&y3oxA,  
    =/^{Pn  
    u6p nO  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 6Y= MW{=F  
     由于对称形状,前后焦距一致。 6:Zd,N=  
     参数是对应波长532nm。 oIY@xuj  
     透镜材料N-BK7。 x4S0C[k  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 0o&c8?@j  
    eRwm>l"fVV  
    q+Qrc]>-f  
    zlN<yZB^  
    7{DSLKtN  
    \_zp4Xb2  
    3. 结果:双凸球面透镜 gPM<LO`;i  
    75#&hi/~  
    -D30(g{O  
     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。 K.2l)aRd  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 :k.C|V!W  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 D|R,$ v:  
    g6T /k7a  
    q6 Rr?  
    niP/i  
    -_|U"C$  
    4. 参数:优化球面透镜 cv  /  
    `}9jvR5  
    !9JK95;  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 ~$3X>?Q  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 4{oS(Vl!  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 %o9;jX  
     透镜材料同样为N-BK7。 \a6knd  
    i=G.{.  
    !@[@xdV  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4TW>BA  
    g` QbJ61a  
    U[ $A=e?\Y  
    #RwqEZ  
    5. 结果:优化的球面透镜 Z#lZn!EbK  
    ` d[ja,  
    3bp'UEF^k  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 h5?yrti  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ,TAzJ  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 L:g!f  
    tzeS D C  
    9"YOj_z  
    BiUOjQC#  
    6. 参数:非球面透镜 &_EjP hZ  
    MQv2C@K9F  
    M)oy3y^&  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 _bO4s#yI  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 =A,6KY=E  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 KF"&9nB  
    V@xlm h,  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 \666{.a  
    |\OG9{q  
    BQ ol>VRu  
    S"Dw8_y7}  
    ? D?XaRb  
    7. 结果:非球面透镜 "@JSF  
    hYS*J908  
    :Z@!*F  
     生成期望的高帽光束形状。 2U-F}Z  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 G6N$^HkW?  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 XujVOf  
    "`Q.z~  
    :h>d'+\  
    /=zzym~<>  
    tkFGGc}w\  
    8. 总结 F]hKi`@  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 |Go?A/'  
    '[ZRWwhr  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ?G[<~J3-E  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 f3>8ZB4  
    tp='PG.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。 xhAORhw#  
    qV%t[>  
    扩展阅读 edh?I1/  
    AHq;6cG  
    扩展阅读 9{?L3V!+r  
     开始视频 JfmNI~%  
    -     光路图介绍 Jl^Rz;bQ-  
     该应用示例相关文件: h)EHaaf  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 A4,tv#z  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    m@hmu}qz-  
     
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