[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) AaN"7.Z/  
应用示例简述 fA^7^0![  
1. 系统细节 q9dLHi<1  
 光源 {BO
|u{C  
— 高斯激光束 1Qh`6Ya f  
 组件 K`nJVc  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 VG*'"y*%w  
— 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 kDB iBNdB  
 探测器 l[/q%Ca'>  
— 视觉感知的仿真 E=/[s]@5  
— 高帽，转换效率，信噪比 U&y`-@A4  
 建模/设计 !U BVPR*  
— 场追迹： @ERu>nSP  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 IbWPlbH  
L8V3BH7B  
2. 系统说明 `<j_[(5yb  
~F#A Pt  
qSQ@p\O~  
djT. 1(  
3. 建模&设计结果 |,}E0G.  
+=8X8<Pu  
不同真实傅里叶透镜的结果： 
ggou*;'  
XLTD;[
jO  
H2Eb\v`#  
4w{-'M.B  
4. 总结 k_3
j '  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 H_X?dj15  
h)E|?b_  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 MB*u-N0v  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Isovwd  
D{AFL.r{  
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。 'Kis hXOn]  
vSM_]fn  
应用示例详细内容 "E>t, D  
:HW>9nD
.  
系统参数 .^XHuN&  
Q-R}qy5y  
1. 该应用实例的内容 G[q9A$yw  
i=8UBryr'e  
'8r8%XI  
?mOg@) wx  
a{`"68  
2. 仿真任务 +p?hGoF=  
S!7g)  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 w &vhWq  
ypA:  P  
3. 参数：准直输入光源 j,t~  
TmiWjQv`  
:l~EE!  
\|Qb[{<:,  
4. 参数：SLM透射函数 VD#!ztcY'  
,U%=rfB~  
e}Q>\t45  
5. 由理想系统到实际系统 l#6&WWmr  
dYyW]nZ&  
baIbf@t/  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 k ]bPI$  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 _>v0R'  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 $WNG07]tU  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 2 `5=0E1k  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 1#D<ZN  
L*O>IQh2  
NQ!<f\m4n  
C*O ,rm}  
Y*\6o7  
应用示例详细内容 6z1\a  
C|$L6n>DR6  
仿真&结果 \[T{M!s  
fN0bIE Y  
1. VirtualLab中SLM的仿真 \ 522,n`  
6+Jry@  
 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)。 L *{Qj
H  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 `r]TA]DR  
 为优化计算加入一个旋转平面 ?{j@6,
 
*')Q {8`  
iIB9j8  
Oc^m_U8>^  
2. 参数：双凸球面透镜 ,|iy1yg(  
/u?9S/  
F8 ?uQP8  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 +',^((o  
 由于对称形状，前后焦距一致。 *N'hA5.z  
 参数是对应波长532nm。 hA5,w_G/  
 透镜材料N-BK7。 /4H[4m]I  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 :K;T Q  
p6[#f96^u  
(h|ch#  
.d e  
@9<S*  
s<d!+<  
3. 结果：双凸球面透镜 NZ)b:~a  
Me<du& T  
mb~./.5F  
 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。 4$F:NW,v:)  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 +]_nbWL(%  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ~xE=mg4le  
f^u^-l  
'5V^}/  
eB7>t@ED  
Wk,6) jS=}  
4. 参数：优化球面透镜 )ZN(2z  
Kny%QB
oiw  
@?Fx  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ret0z|  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 33,;i
E  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 y3IA '  
 透镜材料同样为N-BK7。 1GUqT 9)  
9='=-;@/5  
?-d Ain1w  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 K Ka c6Zj  
E;xMPK$  
n+X1AOE[L  
R|$[U  
5. 结果：优化的球面透镜 XL&hs+Y  
}}s8D>;G~  
;C+cE#  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 =p5?+3"@  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 m,=)qex  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 6TY){Pw  
mZ~mf->%  
yV8-  
U%h7h`=F?  
6. 参数：非球面透镜 z2.*#xTZn  
aN:HG)$@  
ot]>}[  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 g>UB

ZA4  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 '
N*!>mZ<  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 kpl~/i`4  
}Z"28?  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 <Kh?Ad>N  

6aRGG+H  
o*-h%Z.  
&|s+KP|d  
[k!-;mi   
7. 结果：非球面透镜 uXjoGcW  
3Ca \`m)l  
^=Q8]W_*  
 生成期望的高帽光束形状。 :m]/u( /N  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 \>4v?\8o  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ^GE^Q\&D&  
FwXKRZa  
P8"6"}B;T  
ESn6D@"  
C2CYIok$&  
8. 总结 %)BwE  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ? 7/W>  
NY.}uZ  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 .4H_Zt[2  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 txj wZ_p  
;R/k2^uF  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 +ylxez
c  
1RCXc>}/  
扩展阅读 a3Z:C!|O'  
mfu*o0   
扩展阅读 @>M8Pe  
 开始视频 zhuyePn  
-     光路图介绍 s.VUdR"  
 该应用示例相关文件： C(EYM$  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 <\E"clZI  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 kuWK/6l4  
c:3@[nF~  
wy,Jw3  
QQ：2987619807 f<g>dQlE