[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) iNZ'qMH22  
应用示例简述 KFor~A# D  
1. 系统细节 !bFa\6]q  
 光源 /ZlW9|  
— 高斯激光束 c@1C|  
 组件 )#l &F$  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 :W<aga;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 K2$mz  
 探测器 U
B@>i3  
— 视觉感知的仿真 ,-ZAI b*  
— 高帽，转换效率，信噪比 v1?P$f*g  
 建模/设计 j wlmWO6  
— 场追迹： Y.sf^}  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 +V4BJ/H  
41>Bm*if  
2. 系统说明 1!/cd;{B  
(k"|k  
ELeR5xT  
pMM-LY7%{  
3. 建模&设计结果 6Ii2rEzD  

d~tG#<^`  
不同真实傅里叶透镜的结果： Z%\9y]zs  
-wtavv,J  
"Nj(0&  
pOS:/~I3  
4. 总结 PQ.xmg2  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 >^ 0JlL`XG  
"tBdz V  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 %}j.6'`{  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 5F+5J)h  
r.** z 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。 }P#%aE&-  
+ 1\1Z@\M  
应用示例详细内容 n=MdbY/k(  
/xJ,nwp7  
系统参数 :T"!6;  
`0uKJFg  
1. 该应用实例的内容 aCcBmc  
.*:SZ3v  
{6^c3R[  
FSoL|lH  
daE/v.a4|  
2. 仿真任务 5(q\x(N  
PvBx<i}A  
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。 Ij(S"P@  
-20o%t  
3. 参数：准直输入光源 I7r{&X) D  
"B*a| 'n!  
iaQ[}'6!$  
B]ul~FX  
4. 参数：SLM透射函数 7f8%WD)  
[@U8&W  
f)H6 nl7r  
5. 由理想系统到实际系统 w5gN8ZF3  
xyj)W  
Yd~K\tX:n  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 m~1{~'  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 p18-yt; 1  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 Qh%/{6(u  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 R[LVx-e7'  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ~:b bV6YO  
sqi~j(&\1  
yA?>v'K
 
YN?@ S  
\NhCu$'  
应用示例详细内容 [&|Le;h  
BF<7.<,  
仿真&结果 v]F q}I"  
.3?'+KZ,  
1. VirtualLab中SLM的仿真 >F8&wh'BjY  
k(C?6Gfj  
 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)。 *=ftg&  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 zwR@^ 5^6  
 为优化计算加入一个旋转平面 NLyvi,svS  
fKOm\R47  
`~UCWK  
I+D`\OSL  
2. 参数：双凸球面透镜 DBAJkBs  
IJ!]1fXy+  
&JAQ:([:  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 `]\4yTd  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ~'dnrhdme  
 参数是对应波长532nm。 E"!9WF(2t5  
 透镜材料N-BK7。 BnvUPDT&  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Jme}{!3m  
+cvz  

{k1s@KXtd  
B, xrZs  
0!9vGs  
l~Kn-S{  
3. 结果：双凸球面透镜 4U<'3~RN  
?)<zrE5p  
5IW^^<kiu  
 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。 %=/Y~ml?  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 #jd?ocoY  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 YH)Unql  
j8zh^q  
daWmF  
|(}uagfrd  
Yk(OVl T  
4. 参数：优化球面透镜 ' :g8a=L  
(6u<w#u  
G(JvAe]r  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 .!KlN%As  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 }E]`ly<Z  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 $Bz|[=  
 透镜材料同样为N-BK7。 +6*oO|  
E?y0UD[8J  
*`ehI_v :  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 TcZ Ci^1F  
.Y_RI&B!L  
AS|gi!OVA  
dS0G+3J&+E  
5. 结果：优化的球面透镜 <%JdQ82?  
TMKemci  
EYGJDv(S  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 sa#=#0yg  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 9Vzk:zOT  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 :KgLjhj|)  
q]<Xx{_  
XT{1!I(  
9Lk.\.  
6. 参数：非球面透镜 eQcy'GA06  
>G' NI?$  
<^R\N#  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 s[n
OB0  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 '0H+2  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 >gFF>L>  
&BG^:4b  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 :J(a;/~ip  
+SPC@E_v  
%!(6vm>8  
#$jAGt3^BT  
gD=s~DgN)  
7. 结果：非球面透镜 "uGJ\  
/,Ln)?eD  
Zdh4CNEeFP  
 生成期望的高帽光束形状。 wIxLr{  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 x9Gm)~  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ~Ufcy{x#  
GaRL]w  
k49CS*I  
-jC. dz  
Rr%]/%  
8. 总结 kG?tgO?*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 *}
ay  
cB.v
&BSW  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 #A:I|Q1$g  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 8Y5* 1E*  
xg'0YZ\t  
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。 JB+pd_>5  
Nj#!L~^h,  
扩展阅读 Zs+6Zd4f  
Pl1:d{"d  
扩展阅读 hH"3Y}U@  
 开始视频 w$Dp m.0(  
-     光路图介绍 ,:>>04O  
 该应用示例相关文件： *>_:E6)  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Ba`]Sm=  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 C!qW:H  
N_C\L2  
O;H/15j:sK  
QQ：2987619807 v#-%_V>ph