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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) M=57 d7  
    应用示例简述 xlqh,?'>W  
    1. 系统细节 X\I"%6$  
    光源 n 2k&yL+a  
    — 高斯激光 \9*,[mvC  
     组件 s4$Z.xwr  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 6<h?%j(  
    — 不同的傅里叶透镜设计(球面,非球面) 具有不同的性能和像差 {~"&$DY2  
     探测器 2VNMz[W'  
    — 视觉感知的仿真 ?0Qm  
    — 高帽,转换效率,信噪比 RaS7IL:e  
     建模/设计 a-t}L{~  
    — 场追迹: YlZe  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 LM*#DLadk  
    v.08,P{b  
    2. 系统说明 _$+lyea   
    u |h T1l  
    xp395ub6  
    2qb,bp1$  
    3. 建模&设计结果 l3sL!D1u  
    ^<0azza/(  
    不同真实傅里叶透镜的结果: \X=?+| 9  
    IT3xX=|b  
    PD$g W`V  
    !,mv 7Yj  
    4. 总结 >-s\$8En'  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 n$*'J9W~  
    7R 40t3  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 pZu2[  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 AeqxH1%  
    ;NrN#<j( !  
    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。 UIUCj8QJg  
    ,&II4;F  
    应用示例详细内容 $e=pdD~  
    tN' -4<+  
    系统参数 r@_`ob RW;  
    S C8r.  
    1. 该应用实例的内容 }";\8  
    s V70a 3#  
    dF$Fd{\4^  
    :V>M{vd  
    w6k\po=  
    2. 仿真任务 {2`:7U ~|  
    MPINxS  
    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。 =?U"#a  
    dMAd-q5{  
    3. 参数:准直输入光源 QRs!B!Fn0  
    C:77~f-+rQ  
    ~.;S>o[  
    (fc /"B-  
    4. 参数:SLM透射函数 $7{|  
    7l"N%e  
    Cd:ofv/3  
    5. 由理想系统到实际系统 H7 acT  
    E>j*m}b  
    6e1/h@p\7  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ~/hyf]*j  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 A^PCI*SN[  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 eMPk k=V  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 C wKo'PAJ  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 4}:a"1P"  
    eGrC0[SH  
    4%Q8>mEvT  
    F&r+"O)^-R  
    WN?1J4H  
    应用示例详细内容 hcEU kD  
    *@J  
    仿真&结果 uf;^yQi  
    B_w;2ZuA  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 &j}\ZD  
    R v6 1*F4  
     由于可以嵌入组件,VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜,真实透镜等)。 B;A^5~b  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 _w+ix9Fr?  
     为优化计算加入一个旋转平面 Q ^%+r"h  
    9QaEUy*,  
    dQ97O{O:i  
    <r (Y:2  
    2. 参数:双凸球面透镜 \~4uEk"]  
    ,5jE9  
    vpOn0([hS  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 )Yvf9dl  
     由于对称形状,前后焦距一致。 _@3?yv~ D  
     参数是对应波长532nm。 ,^ MA,"8  
     透镜材料N-BK7。 )--v> *,V  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 %C*oy$.  
    y0vo-)E]-]  
    >#z*gCO5,  
    wy5vn?T@  
    0Zkb}F2-  
    Ug=8:a(U.  
    3. 结果:双凸球面透镜 k~WX6rEJ  
    BJDe1W3;'  
    EB'(%dH  
     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。 ^\kv> WBE  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 2F(zHa  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Q7O8']~n  
    _K{hq<g  
    "=I ioY  
    O@ jW&-;  
    L*tn>AO  
    4. 参数:优化球面透镜 :UmY|=v?t  
    :&Xy#.un  
    +D|y))fE  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 x0wy3+GZc  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 gio'_X  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 cF_hU"  
     透镜材料同样为N-BK7。 :70cOt~Z  
    w~>V2u_-  
    }?xu/C  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 zm rQ7(y  
    q: . URl  
    Hk%m`|Z  
    ou6|;*>d  
    5. 结果:优化的球面透镜 uUb[Dqn  
    AZcW f8  
     Z+ [Nco  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 b`E'MX_ m  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 az3rK4g  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 6bCC6G  
    o|G.tBpKg  
    `-S6g^Y  
    V}ZF\SG(K  
    6. 参数:非球面透镜 HErTFY+vC  
    Gc}d#oo*k  
    -G2'c)DR  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 {zhN>n_  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 \:C@L&3[  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ZiodJ"r  
    :WejY`}H%  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 b 8v?@s~  
    rWI6L3,i+  
    hp6S *d  
    2w93 ~j  
    k0.|%0?K  
    7. 结果:非球面透镜 TGu`r>N51  
    -#= v~vE  
    U}(*}Ut  
     生成期望的高帽光束形状。 iO4YZ!  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 0}jB/Z_T  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 5=/H2T!F  
    \"i2E!  
    <e|I?zI9-  
    EI6K0{'&X  
    mjG-A8y  
    8. 总结 >lxhXYp  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \gy39xoW(  
    k8w }2Vw  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 h{I)^8,M  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ~7T]l1]W%  
    W\gu"g`u  
    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。 0m_c43+^  
    h\afO  
    扩展阅读 TG'_1m*$  
    -4{sr| lm  
    扩展阅读 b_@MoL@A!  
     开始视频 Lh0Pvq0C  
    -     光路图介绍 85YE6^y  
     该应用示例相关文件: Mp9wYM*  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 uG@Nubdwuy  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    !lp *0h(7  
     
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