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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) )0tq&  
    应用示例简述 D^!x@I~:  
    1. 系统细节 @v:p)|Ne;  
    光源 +nOa&d\  
    — 高斯激光 RTXl3 jq  
     组件 HZ_,f"22  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ,`su0P\%#.  
    — 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 )C1ihm!7\  
     探测器 ML)5nJD  
    — 视觉感知的仿真 :m{;<LRV  
    — 高帽,转换效率,信噪比 zCuN 8  
     建模/设计 5nQxVwY  
    — 场追迹: #P^cR_|\  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 O{Y_j&1  
    _d J"2rx  
    2. 系统说明 GcHy`bQbiX  
    Gc1!')g!  
    sX,."@[  
    *~b}]M700  
    3. 建模&设计结果 k~|5TO  
    p10i_<J]=  
    不同真实傅里叶透镜的结果: q_G O;-b{  
    f:!b0j  
    &4 ~C%{H3  
    {*lRI  
    4. 总结 *D_pFS^l  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 )e|n7|} $  
    0CtPq`!  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 NZaMF.  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 wq6.:8Or-]  
    & 6-8$  
    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。 {i!@C(M3  
    2 yY.rs  
    应用示例详细内容 ,|Xibfw  
    !=t.AgmL  
    系统参数  0+P[0  
    !#' y#  
    1. 该应用实例的内容 rO;Vr},3\%  
    :}[RDF?  
    5m(V(@a3  
    Q9C; _Up  
    fMSB  
    2. 仿真任务 Ac,Qj`'V  
    '4 x uH3  
    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。 ZR"BxE0_k  
    JPt0k  
    3. 参数:准直输入光源 dK^WZQ  
    0DIXd*oj&  
    So^;5tG  
    A@HCd&h  
    4. 参数:SLM透射函数 y G{;kJ P  
    /E|Ac&Qk  
    <lxE^M  
    5. 由理想系统到实际系统 ~,: FZ1wh  
    x*}*0).  
    l^"HcP6  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 3ug-cq  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 CKau\N7T  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 aIsT"6A~{  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 Hb :@]!r>  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 !U?Z<zh  
    "7RnT3  
    N%K%0o-  
    \A'tV/YAd  
    wFHbz9|@I  
    应用示例详细内容 z:+fiJB_  
    q=+AN</  
    仿真&结果 x+V@f~2F  
    G&?,L:^t  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 i[\`]C{gf  
    Vr1yj  
     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)。 m0(]%Kdw  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 _,C>+dv)  
     为优化计算加入一个旋转平面 74u_YA<"  
    QT\=>,Fz _  
    tXWh q  
    2xEG s Q  
    2. 参数:双凸球面透镜 .dvOUt I[  
    +l8`oQuG  
    UW?(-_8  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 BA 9c-Ay  
     由于对称形状,前后焦距一致。  q(C <w  
     参数是对应波长532nm。 "-U`E)]w*[  
     透镜材料N-BK7。 #3WKm*T/  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 X\yy\`o  
    aGRD`ra  
    TODTR7yGo  
    F CbU> 1R  
    <8[y2|UBt  
    PAUepO_  
    3. 结果:双凸球面透镜 *=p[;V  
    h jCkj(b  
    + yF._Ie=  
     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。 @VVDN  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ~g_]Sskf7  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 3cH`>#c  
    4EZl (v"f`  
    g=gWkN <  
    [|)Eyd[G  
    jZ5 mpYUO  
    4. 参数:优化球面透镜 AzmISm  
    A3#^R%2)W  
    km(Mv  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 G+$A|'<`z  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 :nPLQqXGQ  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 9AGf4tuy  
     透镜材料同样为N-BK7。 Y4 <  
    ,8vqzI  
    -x)zyq6  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 yL#bZ9W }  
    #w *]`5 T  
    c@]_V  
    uoIvFcb^  
    5. 结果:优化的球面透镜 +F9)+wT~;q  
    -S7y1 )7  
    e_6-+l!f  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 dg?[gD8!4&  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 n.a55uy  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 IQ`#M~:  
    a+--2+~=  
    <A_LZi  
    EC]b]'._  
    6. 参数:非球面透镜 c~0hu*&  
    )U~,q>H+ %  
    O'OVj  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 *_aeK~du.  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 Eed5sm$H  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 6]/LrM,23  
    9AxeA2/X  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 %O! ~!'  
    [ ; $(;  
    b&i0)/;  
    giDe  
    c5($*tTT  
    7. 结果:非球面透镜 Rqk;!N  
    %DKQ   
    #:Tb(R   
     生成期望的高帽光束形状。 ks=l Nz9  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 }aPx28:/  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 xux j  
    3miEF0x[  
    \}:&Hl+  
    4}4K6y<q  
    2}ttC m  
    8. 总结 O!3MXmaO  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 K_fQFuj+  
    L ~,x~sLd  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 EqN_VT@  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 "-pQL )f  
    w=]bj0<A=  
    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。 3Pj 6(cf  
    z^KMYvH g  
    扩展阅读 [+q':T1W-  
    /MErS< 6  
    扩展阅读 2itJD1;  
     开始视频 (.:!_OB0N  
    -     光路图介绍 '`/Qr~]  
     该应用示例相关文件: %`kO\q_  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 K KPQ[3g  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    /4]<ro67E6  
     
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