[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) xf2|9Tqt  
应用示例简述 I
;xSd.-  
1. 系统细节 l9{}nz  
 光源 h;TN$ /
 
— 高斯激光束 aF8'^xF  
 组件 7b8+"5~  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ^]rPda#  
— 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 CcCcuxtR  
 探测器 Ymvd3>_  
— 视觉感知的仿真 tuK2D,6  
— 高帽，转换效率，信噪比 f4'WT
  
 建模/设计 ehTrjb3k  
— 场追迹： _c!$K#Yl{  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 trx y3k;  
N 2XL5<  
2. 系统说明 J2ZV\8t  
[?>\]  
7l(GBr  
|hl:!j.t  
3. 建模&设计结果 B,S~Idr}  
UaCfXTG  
不同真实傅里叶透镜的结果： X 0vcBHh  
sHqa(ynK  
?3 S{>+'  
)L/0X40<.  
4. 总结 ]9$iUA%Ef  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 2A=q{7s  
3N[Rrxe2  
 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%nf )-}|  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 c_4
K  
zq(4@S-TU  
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。 }]i.z:7+  
8IkmFXj  
应用示例详细内容 pC~M5(F_  
^UCH+Cyl  
系统参数 AqiH1LAE  
F|a'^:Qs  
1. 该应用实例的内容 9-+N;g!q  
0%<OwA2d  
({3Ap{Q}  
hmkm^2  
N7u|< 0[  
2. 仿真任务 \,xa_zeO
 
XL[Dmu&  
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。 ?$K.*])e  
ds2%i  
3. 参数：准直输入光源 'NMO>[.  
4/ WKR3X  
1xEFMHjy  
p#%
*z~ui  
4. 参数：SLM透射函数 %*NED zy  
[l/!&6  
Lb?WhjqZ  
5. 由理想系统到实际系统 9}wI@  
PN3 Qxi4F  
k!ID  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 WG&! VK  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 *_Vv(
H&  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ypgM&"eR  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 BRy3D\}  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 +%f6{&q$  
n2can  
jOU99X\0  
riL|B3  
's.e"F#  
应用示例详细内容 %JHv2[r^P  
9Fy'L#%  
仿真&结果 "=w:LRw  
 )m#Y^  
1. VirtualLab中SLM的仿真 a>6D3n W  
#mU<]O  
 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)。 &09&;KJ  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 \HIBnkj)3n  
 为优化计算加入一个旋转平面 :C>iV+B j  
ohbU~R3{U  
Q}G2f4  
otdRz<C  
2. 参数：双凸球面透镜 \FUMfo^  
] s^7c  
.*f6n|  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Y=4 7se=h"  
 由于对称形状，前后焦距一致。 Ims?  
 参数是对应波长532nm。 { "M2V+ep  
 透镜材料N-BK7。 qw$9i.Z  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Q5}XD
 
0%Le*C'yk  
(3K3)0fy  
G pI4QzR  
oN[}i6^,e  
UWnF2,<s;  
3. 结果：双凸球面透镜 X4]miUmh  
8R%<~fq r  
hsQDRx%H}  
 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。 bf@g*~h@  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 {Ef.wlZ  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 uJC
p  
EcL6lNTR+  
=^GPQ_"  
AmHj\NX$  
]E-3/r$_cO  
4. 参数：优化球面透镜 Q 8Hl7__^  
aoZ|@x  
p3Qls*  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 [.^ol6  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 umWs8-'Uw  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ?)J/uU2w  
 透镜材料同样为N-BK7。 }ymW};W  
U+*l!"O,  
-yB}(69  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 A"ATtid  
MOK}:^bSu  
HA8A}d~  
]:#=[CH  
5. 结果：优化的球面透镜 y~\ujp_5w  
26g]_Igq  
>t)Pcf|s  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 r}&&e BY f  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 o S=!6h  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %SOXw8-  
iphC\*F  
g3c<c S^l  
LT<2
n.S  
6. 参数：非球面透镜 ]y6{um8"  
{Y@shf;  
 u&#>)h  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 >({qgzV`  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 bwzx_F/  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 <wk  
[:{ FR2*x  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 t*9 g
usmG  
#?Kw y  
". tW5O>  
CyR`&u  
:-}K:ucaj  
7. 结果：非球面透镜 \KnRQtlI  
B;eka[xU  
)`rD]0ua;  
 生成期望的高帽光束形状。 F|eWHw?t  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 TL2E|@k1]  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 9tJ0O5  
!nSa4U,$w<  
>9!J?HA  
@KK6JyOTQ  
3T8d?%.l  
8. 总结  I8?  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 T4]2R  
EW*sTI3  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 }yK7LooM  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 a*y9@RC}  
;.uYWP|9  
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。 M!'d  
YK6LJv}  
扩展阅读 n7fhc*}:`  
IqYJ  
扩展阅读 q13fmK(n-5  
 开始视频 Q4m> 3I  
-     光路图介绍 3<&:av3  
 该应用示例相关文件： >8_y-74  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 m"9f(  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 bI &<L O  
OP1`!P y  

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QQ：2987619807 ZU`9]7"87B