[分享]基于SLM光束整形系统中光学系统像差的研究 [复制链接]

空间光调制器(SLM.0003 v1.0) dY68wW>d|  
应用示例简述 U_m<W$"HF  
1. 系统细节 Pon 2!$  
 光源 s\1h=V)!H  
— 高斯激光束 @>B#2t&  
 组件 ~;QO`I=0P  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 .
%<oy"_  
— 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 "'p:M,:  
 探测器 F:x" RbbF  
— 视觉感知的仿真 SfyZ,0  
— 高帽，转换效率，信噪比 }H!c9Y  
 建模/设计 XU5/7 .  
— 场追迹： HvN!_}[  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Bjq1za  
d3_aFsQ  
2. 系统说明 ! pR&&uG  
(Ybc~M)z  

,>V|%tD'  
AcyiP   
3. 建模&设计结果 [94A?pn[z  
}L>}_NV\  
不同真实傅里叶透镜的结果： tm@&f  
m"<0sqD;  
3haYb`  
C$SuFL(pb  
4. 总结 'U.)f@L#w  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 v{$X2z_$w  
*r@7:a5  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 UX;?~X  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Xa=oryDt  
yhJH3<  
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。 tisSj?+  
<iuESeDG  
应用示例详细内容 LdwWB `L  
f <fa+fB  
系统参数 aTuD|s  
zUXQl{  
1. 该应用实例的内容 &YGd!Q  
G|Rsj{2'  
N9tH0  
m~'!  
KV9'ew+M  
2. 仿真任务 @X+m,u  
]W~\%`#8?  
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。 0_q8t!<xJw  
:m]~o3KRy  
3. 参数：准直输入光源 p:Ry F4{b2  
&a5UQ>  
ukpbx;O:hc  
"3.v(GVr  
4. 参数：SLM透射函数 >h1 3i@`r  
XLb lVi@
 
5.5<.")  
5. 由理想系统到实际系统 !TvNT}4Z  
S[JeW  
#%O|P&rA  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 I{tY;b'w  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 M<^]Ywq*p  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 :+NZW9_  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 pFgpAxl  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 fI"sdzu^  
O 7RIcU  
uNCM,J!#~  
iGB1f*K%x  
G%^jgr)  
应用示例详细内容 ~k\Dde  
-{`8Av5)E%  
仿真&结果 d-c<dS+R  
Q
,R>dkS  
1. VirtualLab中SLM的仿真 F]e`-;  
7]W6\Z  
 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)。 #(swVo:+E  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 %jk7JDvl  
 为优化计算加入一个旋转平面 x1H1[0w,i  
|y9(qcKn$  
m%m<-.'-  
xfoQx_]$Im  
2. 参数：双凸球面透镜 9$[6\jMh  
Ak3cE_*Y/  
_P
T5  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 9d&@;&al  
 由于对称形状，前后焦距一致。 YBh|\  
 参数是对应波长532nm。 aItQ(+y  
 透镜材料N-BK7。 ' ` _TFTO  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 GWFF.Mo^  
`_aX>fw  
F!7dGa$  
ezimQ  
(P!r^87  
JLd-{}A""-  
3. 结果：双凸球面透镜 O6*2oUKqK  
4>^LEp  
Q^\m@7O :  
 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。 L4O.=*P1  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 '8J!(+  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 $UNC0(4  
:eIi^K z[  
$%B
I8_  
nQGl]2  
Cj%n?-
  
4. 参数：优化球面透镜 e!W U
 
cWtuI(.  
[Ef6
@  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 mR|L'[l  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 I(<9e"1O  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 QPX&P{!g  
 透镜材料同样为N-BK7。 [)+wke9  
e,kxg^  
:FTx#cZ  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 GCf,Gfmr  
R + ~b@  
hrNB"W|?x  
s$%t2UaV  
5. 结果：优化的球面透镜 !"2S'oQKS  
.n n&K}h  
\sMe2OL#z  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 |v:oLgUdH  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 acrR  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 +7\d78U  
6k_Uq.<X  
6Hbu7r*tm  
SZ29B  
6. 参数：非球面透镜 2FR+Z3&z  
_01wRsm%2  
"1YwV~M5  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。  nU4to  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 \q
($8<  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 {J1iheuS}  
W#)X@TlE  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 gw!d[{#  
cJMi`PQ;  
hK,a8%KnFA  
]]0Yh  
y8_$YA/g  
7. 结果：非球面透镜 t"zi'9$t  
{dXTj7  
AsD$M*It  
 生成期望的高帽光束形状。 5(gWK{R)*  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 z&cM8w:  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 6Df*wi!jI  
k".kbwcaF  
<UF0Xc&X'  
Xp] jF^5  
nY7gST  
8. 总结 QChncIqc  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 e|?eY)_  
^U5Qb"hz  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 9: .m]QN  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ? cXW\A(  
/ej[oR  
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。 Y)
@Y$_  
s7afj t  
扩展阅读 iO&*WIbg  
OP<N!y?[  
扩展阅读 O wuc9  
 开始视频 %3O))Ug5  
-     光路图介绍 &<x.D]FA]  
 该应用示例相关文件： e!PB3I  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 %&_^I*  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 cnS;9=,&  
S)g:+P  
a2Nxpxho  
QQ：2987619807 _P=+\[|y