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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) ^KlW"2:  
    应用示例简述 eH0^d5bH  
    1. 系统细节 ;Z asK0  
    光源 )XFaVkQ}  
    — 高斯激光 CogN1,GJ  
     组件 bF"1M#u:  
    — 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 9ZYT#h  
    — 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 >QA;02  
     探测器 GW;\ 3@o  
    — 视觉感知的仿真 bJWPr  
    — 高帽,转换效率,信噪比 5`3Wua  
     建模/设计 0t^Tm0RzH  
    — 场追迹: ab@1JAgs  
     基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 =Z(_lLNmh  
    4.t72*ML  
    2. 系统说明 o<\u Hr3  
    n2p(@  
    DwNEqHi  
    7_ G$&  
    3. 建模&设计结果 57S!X|CE  
    M hwuh`v%  
    不同真实傅里叶透镜的结果: x("V +y*  
    |Nf90.dL  
    q+J;^u"E  
    x^959QO~  
    4. 总结 ->u}b?aF  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 @5,Xr`]  
    02F\1fXS  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 9sId2py]W  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 LJ{P93aq`^  
    |z 8Wh  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 71I: P|.>  
    kp=wz0#  
    应用示例详细内容 ^77Q4"{W  
    Z'cL"n\9R]  
    系统参数 N ,0&xg3  
    GU,ztO.w3  
    1. 该应用实例的内容 vFx0B?  
    R[bI4|t  
    [+2iwfD  
    D\LXjEm e.  
    I$Ra*r  
    2. 仿真任务 cxB{EH,2Um  
    `%<^$Ng;  
    在之前的案例中,采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中,使用真实的透镜进行替换,该透镜存在多种光学像差。 H3Zs m)+:  
    6}"t;4@$x  
    3. 参数:准直输入光源 ]7/6u.G7R  
    (DTXc2)c  
    wticA#mb  
    )d =8)9B  
    4. 参数:SLM透射函数 3o.9}`/  
    k@=w? m  
    TJ`Jqnh  
    5. 由理想系统到实际系统 #k/NS  
    .ZVADVg\  
    D6NgdE7b  
     用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 'g#EBy  
     因此会产生像差,像差由所用系统的性能决定。 6b7SA ,  
     对于真实透镜系统的描述,需要必要的耦合参数。 2)4oe  
     实际系统可这样选择:有效焦距有2f系统相近。 %1UdG6&J_  
     表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 +hL%8CVU M  
    ^,sKj-  
    V")u y&Ob  
    V 3yt{3Or  
    UgC{  
    应用示例详细内容 &Z%|H>+;T  
    0~GtK8^B  
    仿真&结果 2J1YrHj3  
    ]R%+  
    1. VirtualLab中SLM的仿真 Bf+7;4-  
    FJH'!P\  
     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)。 2r*Yd(e  
     以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 l0@+ &Xj  
     为优化计算加入一个旋转平面 i8+[-mh  
    /{sFrEMP\  
    +-d)/h.7  
    *)82iD  
    2. 参数:双凸球面透镜 01&J7A2  
    tv\_& ({  
    D\9-MXc1  
     首先,使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 dHJ#xmE!pP  
     由于对称形状,前后焦距一致。 r{ }&* Y  
     参数是对应波长532nm。 {OGv1\ol&  
     透镜材料N-BK7。 W,-fnJk  
     有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ]zUvs6ksLG  
    tZ*z.3\<  
    G~FAChI8![  
    T$vDw|KSVP  
    ^R;rrn{^  
    ]J)3y+;P  
    3. 结果:双凸球面透镜 ?o883!&v  
    #z&@f  
    fXfO9{E  
     生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加,干涉图案的出现时由于像差造成的。 )a0%62  
     较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ")i>-1_H  
     一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 U%T{~f  
    Xm I63W*  
    :W*']8 M-  
    Bq*aP*jv  
    DB>.Uf"  
    4. 参数:优化球面透镜 /+g)J0u  
    KXvBJA$  
    >xK!J?!K  
     然后,使用一个优化后的球面透镜。 SM1[)jZ-  
     通过优化曲率半径获得最小波像差。 +L>?kr[i[  
     优化获得不同曲率半径,因此是一个非对称系统形状。 h&O8e;S#  
     透镜材料同样为N-BK7。 SQ0t28N3h  
    pj/w9j G6  
    i?D KKjN$  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ai@hQJ*  
    'pQ\BH  
    6>R|B?I%  
    d^W1;0  
    5. 结果:优化的球面透镜 o{I]c#W  
    H%^j yGS  
    `S+B-I0  
     由于球面像差,再次生成一个干涉图样。 lVR a{._m  
     转换效率(68.6%)和信噪比一般。 gK+/wTQ%  
     一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 '%\FT-{  
    w</qUOx  
    29~Bu5  
    ;f l3'.S[  
    6. 参数:非球面透镜 Ks_B%d  
    ux=0N]lc  
    T2p;#)dP  
     第三,从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型:A25-50LPX)整合到SLM系统。 _DAj$$ Ru4  
     非球面透镜材料同样为N-BK7。 V3t;V-Lkt  
     该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 8P[aX3T7G  
    @b5zHXF83E  
    关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 hH])0C  
    O=2SDuBZ  
    at5>h   
    +:jx{*}jo  
    9zs!rlzQ  
    7. 结果:非球面透镜 -lDAxp6p  
    3qNLosm#M  
    7v{s?h->$  
     生成期望的高帽光束形状。 TeXt'G=M  
     不仅如此,转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 G Rq0nhJ  
     非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 KCc7u8   
    WPbG3FrL!  
    " _{o}8L  
    d@aPhzLu  
    "B"Yfg[  
    8. 总结 I?Fv!5p  
    基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 %{*)-_M  
    l:$i}.C  
     理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ~f5g\n;  
     分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 5kbbeO|0G  
    ;eQOBGX9  
    光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统,如非球面系统。 H\!p%Y  
    M*n@djL$\~  
    扩展阅读 k/]4L!/ T  
    6X`i*T$.  
    扩展阅读 r>Rm=eKJ  
     开始视频 :y%CP8  
    -     光路图介绍 " s3eO  
     该应用示例相关文件: mNDz|Ln  
    -     SLM.0001:用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 6xq/  
    -     SLM.0002:空间光调制器位像素处光衍射的仿真
    9Impp5`/B  
     
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