[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) s.{nxk.  
应用示例简述 6~O9|s^38w  
1. 系统细节 wVMR&R<t  
 光源 jjTb:Z=.'  
— 高斯激光束 {zmh0c;|  
 组件 >I&'Rj&Mc  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 xkPH_+4i8  
— 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 Ug~]!L  
 探测器 h!4jl0oX]  
— 视觉感知的仿真 g/_j"Nn  
— 高帽，转换效率，信噪比 Z<ABK`rEO  
 建模/设计 yr"BeTrS.  
— 场追迹： &40# _>W7  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 fa:V8xa  
7#G8qh<
 
2. 系统说明 nS$_VJ]~  
rq]zt2  
R32A2Ml  
$T-Pl57  
3. 建模&设计结果 mcgkNED  
%7vjYvo>  
不同真实傅里叶透镜的结果： +Dwq>3AH  
f*HEw  
$eQf5)5  
I%
#&@  
4. 总结 _f1~r^(/T0  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \]7i-[  
1Bl;.8he.)  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 hP$v,"$  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ,fR/C  
O_bgrXg6x  
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。 -rXo}I,VI  
t_\;G~O9-M  
应用示例详细内容 a*GiLq  
~REP@!\r^  
系统参数 .r4M]1Of  
Lo-\;%y  
1. 该应用实例的内容 \:[J-ySJ  
W, YYL(L  
^{+,j}V_H  
-z6{!  
E|`JmfLQu  
2. 仿真任务 T^F9A55y  
R'e>YDC  
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。 jph"94  
yG~7Xo5  
3. 参数：准直输入光源 R|OY5@  
48p< ~#<W\  
'qt+.vd  
Qi?xx')  
4. 参数：SLM透射函数 $ytlj1.  
?K>=>bS^h  
,2*x4Gycb  
5. 由理想系统到实际系统 M s5L7S  
;:l>Kac  
S1&Df%Ra  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 l<"Z?z  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 q?TI(J+/  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 1.6Y=Mh=i[  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 9@{=2 k  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 HgfeSH  
"H"4]m1Wc  
9u%S<F"  
Vh o3I[C  
!c#~g0H+  
应用示例详细内容 SGK=WLGM
8  
2Ysl|xRo  
仿真&结果 iF!r}fUU6  
GDBxciv  
1. VirtualLab中SLM的仿真 2,bLEhu  
s
>+,u7EV  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 ek9Y9eJ"  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Oqy&V&-C  
 为优化计算加入一个旋转平面 ^}\!Sn  
p^/6Rb"e  
25m6/Y  
\&Bvh4Q  
2. 参数：双凸球面透镜 ~SD8#;v2  
Vub($  
=Ti[Q5SZ  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 *!p#1fE  
 由于对称形状，前后焦距一致。 o n+:{ad  
 参数是对应波长532nm。 ujH ^ML  
 透镜材料N-BK7。 Dqh rg;  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 x+B7r&#:  
Gj
9WUv[P  
G;k#06  
8"5^mj  
c(5r  
~o?(O1QY  
3. 结果：双凸球面透镜 `:y
{  
n$z+g>~N  
NKJ+DD:
'  
 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。 oBqWIXM  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 p%?m|(4f  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 0Xx&Z8E  
^;[|,:8f7L  
F
9\T<  
B
!X;T9^d  
ehe;<A  
4. 参数：优化球面透镜 +`D,7"{Eu  
`L#`WC@[o  
BGO!c
[-  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 f:_mrzz  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 CQGq}.Jt!  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 [8OQ5}do/  
 透镜材料同样为N-BK7。 `eXTVi|0"~  
t7].33%\  
5:W5@e{  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ugT;NB  
$~s|%>@  
8a}et8df:  
B>=NE.ulUL  
5. 结果：优化的球面透镜 -Nn@c|fz  
G+dQ" cI9  
Yfotq9.=+  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 P9/Bc^5'  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ln~;Osb  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 KbP( ;  
5UU1HC;C  
g$P<`.  
:e|[gEA  
6. 参数：非球面透镜 `$hna{e^n  
ecg>_%.>  
n9p_D  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 y8k*{1MuO  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ,KO_h{mI<  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 dY6A)[dAH'  
xQ{n|)i>  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 _5%NG 3c  
_pZaVx   
vy&< O  
HC[)):S*  
hynX5,p;.  
7. 结果：非球面透镜 8;vpa*  
,dZ&i!@?  
+dB/SC-^U  
 生成期望的高帽光束形状。 miCW(mbO8  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 C>bd HB7  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ZM$}Xy\9  
_pM~v>~*+  
%%-hax.x0X  
Q;EQ8pL?"  
V_.n G;  
8. 总结 0w24lVR
.  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Gs7#W:e7  
Kq. MmR!gl  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 XX])B%*  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 |}YeQl  
D6MktE)'  
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。 D%k`udz<  
E,
fG<X{  
扩展阅读 $&>z`bAS>  
kCoTz"Z-  
扩展阅读 W\W|v?r  
 开始视频 O5;$cP:  
-     光路图介绍 =5PNH2  
 该应用示例相关文件： &1k2J   
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 a`:ag~op@&  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 >AsrPU[  
vXA+4 ?ZG  
fQ@k$W\  
QQ：2987619807 D-GIrw{>5