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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) gcT%c|.  
    应用示例简述 i/Zd8+.n$  
    1. 系统细节 ckCE1e>s  
    光源 =I_'.b  
    — 高斯激光 +N U G  
     组件 sW\!hW1*x  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ,ig/s2ZG6X  
    — 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 %xLh Z\  
     探测器 Q3?F(ER@  
    — 视觉感知的仿真 iy.\=Cs$N  
    — 高帽,转换效率,信噪比 C0Z=~Q%  
     建模/设计 v3>UV8c'  
    — 场追迹: ]ZS OM\}  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 jPkn[W# 6  
    \9EjClf o  
    2. 系统说明 >H ,*H;6  
    B9S@(/"7  
    dPRra{  
    u*9V&>o  
    3. 建模&设计结果 (QB2T2x  
    "0TZTa1e  
    不同真实傅里叶透镜的结果: 5"H=zJ=r  
    @C aG9]  
    j'K/22  
    FpU>^'2]  
    4. 总结 c&Q$L }  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 -UT}/:a  
    <gBA1oRz  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 BJ(M2|VH  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 `M6)f?|$.  
    /qw.p#  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 #`s"WnP9'!  
    Z3!`J&  
    应用示例详细内容 }(u ol  
    P!k{u^$L  
    系统参数 ^<AwG=  
    }ad|g6i`  
    1. 该应用实例的内容 |wj?ed$ f  
    6W Ur QFK  
    =tY T8Q;al  
    QmIBaMI#  
    0m ? )ROaJ  
    2. 仿真任务 e>7i_4(C  
    #$y?v%^  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 Ga'swP=hf  
    ?z u8)U  
    3. 参数:准直输入光源 A5w6]:f2  
    @=kSo -SX  
    4X|zmr:A  
    ~PNub E  
    4. 参数:SLM透射函数 GuL<Z1<c  
    4E?Oky#}-  
    )\^-2[;  
    5. 由理想系统到实际系统 Rws3V"{`[  
    POR\e|hRT]  
    X[TR3[1}  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 FC"8#*x  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 ?0xgRe<  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 `@|$,2[C  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 ;jTN | i'  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 }:#P)8/v>%  
    !0E&@X:-  
    7v_8_K  
    pY$Q  
    }4S6Xe  
    应用示例详细内容 76` .Y  
    dAe')N:KPI  
    仿真&结果 !5?<% *  
    ^/=KK:n~  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 6\S~P/PkE  
    ua `RJ  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 gv{ >`AN  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 s(roJbJ_;  
     为优化计算加入一个旋转平面 t);/'3|  
    .XhrCi Z  
    /vb`H>P  
    Oz#{S:24M+  
    2. 参数:双凸球面透镜 wn)W ?P;k  
    !$>R j  
    xi; `ecqS<  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 bK-N:8Z  
     由于对称形状,前后焦距一致。 i(+p0:< 0  
     参数是对应波长532nm。 ,3 u}x,  
     透镜材料N-BK7。 dcWD(-  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Q.c\/&  
    E q+_&Wk  
    -RK- Fu<e  
    ef E.&]  
    U|j`e5)  
    ?5 [=(\/.  
    3. 结果:双凸球面透镜 ?#Q #u|~  
    mUx+Y]Ep  
    _2 osV[e  
     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。 ;mKb]  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 '(jG[ry&T  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 c-FcEW  
    {P#|zp4C{  
    ',5 ky{  
    ^D-/`d  
    n>U5R_T  
    4. 参数:优化球面透镜 U_c*6CK  
    QoH6  
    9490o:s  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 6Sn.I1Wy  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 .Rf_Cl  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 DrK{}uM  
     透镜材料同样为N-BK7。 # c^z&0B}  
    K@w{"7}  
    URbletSBQ  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4#hSJ(~7S  
    I4?5K@a  
    F`]2O:[  
    D=&Me=$  
    5. 结果:优化的球面透镜 t}/( b/VD  
    jsi!fx2Rm  
    gjzuG< 7m  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 YQA ,f#  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 kX2rp?{  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 >Wg hn:^  
    <dhM\^ [  
    O463I.XAP  
    Jo23P.#<  
    6. 参数:非球面透镜 R@k&SlL'`  
    0'?L#K  
    'F#KM1s  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 e'b(gD}  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 G+|` 2an  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Ck7uJI<x  
    OX\F~+  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ^eYVWQ'  
    ]f9Cx\d:k  
    'u<juFr  
    SQt 4v"  
    ,]c 1A$Sr0  
    7. 结果:非球面透镜 1 Nd2{(  
    :1KpGj*F  
    AX/m25x  
     生成期望的高帽光束形状。 :${HQd+  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 :'*~uJrR  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 , ^f+^^  
    HJYScwjQ;`  
    $,Yd>%Y  
    I,@6J(9  
    cY.bO/&l  
    8. 总结 `(/w y  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 OMg<V  
    n3 r3"~i  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ?R.j^ S^  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 E#t>Qn  
    2u*KM`fa`  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 'qX|jtdM  
    H@8sNV/u  
    扩展阅读 A`o8'+`C  
    [!]2 djc  
    扩展阅读 mk+B9?;cF-  
     开始视频 ?|B&M\}g  
    -     光路图介绍 ` 3K)GA  
     该应用示例相关文件:  0$fpIz  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 h6`6tk  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    T\ >a!  
     
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