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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) iu'At7  
    应用示例简述 dH~i  
    1. 系统细节 jPmp=qg"q  
    光源 [_1K1i"m  
    — 高斯激光 Z>_F:1x  
     组件 eK =v<X  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ;{Tf:j'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 nD}CQ_C  
     探测器 `c'R42S A  
    — 视觉感知的仿真 W+ v#m>G  
    — 高帽,转换效率,信噪比 ]z"7v  
     建模/设计 v 0D@`C  
    — 场追迹: >L,Pw1Y0W[  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 s/0~!0  
    !d{Ijs'T  
    2. 系统说明 ^wMZG'/  
    iE* Y@E5x0  
    ldRisL  
    Qkx}A7sK  
    3. 建模&设计结果 Q=#@g  
    Fg^Z g\X3  
    不同真实傅里叶透镜的结果: 3?uah' D5  
    ^-dhz88wV  
    df7 xpV  
    NzG] nsw  
    4. 总结 u$nYddak  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 4nU+Wj?T  
    Ag_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。 O[\obi"}  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 R[f@g;h  
    N5Ih+8zT  
    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。 }= (|3 \v  
    Mo0pN\A}h  
    应用示例详细内容 'WcP+4c  
    C$7dmGjZ  
    系统参数 baz~luM  
    5v5K}hx  
    1. 该应用实例的内容 LNI]IITx/  
    ?vV&tqnx%  
    /}R*'y  
    >f-*D25f%  
    0` UrB:  
    2. 仿真任务 ?f4jqF~Fh  
    1 2J#}|  
    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。 N\W4LO6  
    k?qd -_sC  
    3. 参数:准直输入光源 VTs ,Ln!,U  
    Ou wEO   
    ["SD'  
    =6< Am  
    4. 参数:SLM透射函数 X$9 "dL  
    H@V+Q}  
    Rd>PE=u  
    5. 由理想系统到实际系统 ibv.M=  
    ILMXWw  
     d>}R3T  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 %TS8 9/  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 K&UTs$_cI  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 Uq:CM6q\  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 @Xl/<S&  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 B'~CFj0W%=  
    BM_Rlcx~  
    o 12w p  
    RinaGeim  
    ,,CheRO  
    应用示例详细内容 \Zmn!Gg  
    3p#BEH<re  
    仿真&结果 <v[UYvZvY  
    YLFM3IaP  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 vz}_^8O  
    XS`=8FQ  
     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)。 g"|Z1iy|9  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Oj0,Urs7  
     为优化计算加入一个旋转平面 !1fAW! 8  
    }4wIfI83K,  
    $}z%}v  
    khS >  
    2. 参数:双凸球面透镜 ^K`Vqo  
    ,'^^OLez  
    I>(-&YbC  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 8D1+["&  
     由于对称形状,前后焦距一致。 JF-ew"o<E  
     参数是对应波长532nm。 Yb=Z `)  
     透镜材料N-BK7。 U[WR?J4~LX  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ,n\'dMNii  
    >gGdzL  
    +Qo]'xKr  
    wxIWh>pZa  
    ^rIe"Kx  
    p!RyxB1.|  
    3. 结果:双凸球面透镜 aOK,Mm:iO  
    X9/]< Y<!  
    VVVw\|JB>  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 ,G%?}TfC)  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 +?R !  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 NkL>ru!b9  
    rIo)'L$uU  
    3*;S%1C^  
    mmx; Vt$i  
    f<}>*xH/k  
    4. 参数:优化球面透镜 ua HB\Uc  
    =VPJ m\*V  
    LG> lj$hO  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 SRBQ"X[M2  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 Sz3Tp5b  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 9&7$oI$!J  
     透镜材料同样为N-BK7。 U?sio%`(  
    j%@wQVxq  
    '>0rp\jC  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 N9jSiRJ  
    \o2cztl=  
    "j] r   
    iQj2aK Gs  
    5. 结果:优化的球面透镜 Ub9p&=]h  
    o u*`~K|R  
    H<wrusRg  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 xXn2M*g  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 @A;Ouu(  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 G$_=rHt_%  
    pJ ;4rrSK  
    |JRaskd  
    ?)i`)mu'  
    6. 参数:非球面透镜 t $yt8#Tk  
    NP< {WL#  
    HMrl!;:  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 %jRqrICd  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 t!JD]j>q  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Y[WL}:"93  
    zy!mP  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 [H&Z / .{F  
    <oP"kh<D4  
    ,[t>N>10TH  
    B9Y*'hmI  
    =%IBl]Z!"  
    7. 结果:非球面透镜 sUEvL( %nY  
    NwB;9ZhZ  
    VGtKW kVH  
     生成期望的高帽光束形状。 "FfIq;  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。  Lkl+f~m  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ;*=MI/"N  
    $yY\[C  
    g9K7_T #W  
    yYri.n  
    lIDGL05f'  
    8. 总结 6}xFE]Df-Y  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $Z!7@_Ys  
    ?!d\c(5Gt  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 =n7 3bm  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0X'2d  
    M);@XcS  
    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。 f~{@(g&Gl  
    z0Bw+&^]}  
    扩展阅读 pcl '!8&7  
    s1| +LT ,D  
    扩展阅读 m\O|BMHn  
     开始视频 ?.%'[n>P  
    -     光路图介绍 <!qv$3/7  
     该应用示例相关文件: JVx ,1lth  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 VM[U&g<8n  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    7UzbS,$x  
     
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