[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) f8L3+u  
应用示例简述 w7_2JS  
1. 系统细节 bqUQadDB  
 光源 L&~>(/*7U  
— 高斯激光束 m{0u+obi&w  
 组件 8R.`*  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ~8G cWy6  
— 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 hin6cac  
 探测器 *w
J'Z4_5F  
— 视觉感知的仿真 +@K8:}lOW
 
— 高帽，转换效率，信噪比 1z=}`,?>  
 建模/设计 DZ0\pp?S  
— 场追迹： }F (lffb  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 m{sc
h`bP  
4$b9<:M_  
2. 系统说明 Cl3hpqv1I  
n!y}p q6  
IctLhYZ  
Dv+:d4|"  
3. 建模&设计结果 l
~ /y  
q"pnFK9/L  
不同真实傅里叶透镜的结果： T 9?!.o  
GE.@*W  
rzgzX  
`o!a RX  
4. 总结 <(-4?"1  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Bn{0-5nj  
>@U lhJtW  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 $Uxg$pqO  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 JSm3ZP|GqJ  
H[8P]"*z*i  
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。 -2Azpeh  
pGGx.&5#82  
应用示例详细内容 wH[}@w  
$U/_8^6B0  
系统参数 \ g[A{  
o] 7U;W  
1. 该应用实例的内容 Vl+,OBy  
|1(9_=i'  
-d6*
M*{|  
bwAL:  
Bh,LJawE  
2. 仿真任务 0,`$
KbV\  
3 ,?==?  
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。 i<Be)Y-'  

g8_IZ(%:  
3. 参数：准直输入光源 "A?_)=zZ  
>zDnJb&"&  
vXM``|  
(&u)FB*  
4. 参数：SLM透射函数 d\ Z#XzI8  
oxPb; %  
@*c) s_  
5. 由理想系统到实际系统 'u2Qq"d+
 
I"=XM   
oos35xV.  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 C&'Y@GE5  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 "V`MNZ  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 Ma3H
n  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 RFu]vFff  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 TY|]""3f9  
_9Ig`?<>I  
`&U ['_%  
xf@D<}~1  
r8M/E lbk  
应用示例详细内容 LHWh-h(s  
|JL47FR  
仿真&结果 wWflZ"%  
Q=9
S?p M  
1. VirtualLab中SLM的仿真 5aTyM_x  
7c6-S@L  
 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)。 yXw xq(32  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 y o[!q|z  
 为优化计算加入一个旋转平面 -K/' }I  
m-a_<xo  
x9HA^Rj4-  
!+H=e>Y6  
2. 参数：双凸球面透镜 [zR raG\  
[M2,bc8SJV  
9=I(AYG{m  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 \o@b5z]e  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ,9"</\]`  
 参数是对应波长532nm。
\'"q6y  
 透镜材料N-BK7。 >|7&hj$  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 *.EtdcRo[  
t Q_}o[  
H$ xSl1>E  
cVn7
jxf  
AJ:@c7:eS  
yZFvpw|g  
3. 结果：双凸球面透镜 mXF pGo5 s  
;wprHXjq  
OG 5n9sx  
 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。 VV]{R'  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 7!JoP?!  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 8yFD2(#  
/IV:JVT  
,-DE;l^Q=  
L +.K}w  
_I|wp<R  
4. 参数：优化球面透镜 p|Rxy"}  
dGh<R|U3  
WM=kr$/3  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 q}BQu@'H  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 oRWsi/Zf  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 6x/ X8zu  
 透镜材料同样为N-BK7。 A7_*zR@  
b<.+WkO  
 |Be.r{l  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 _TQt!Re`,  
;co{bk|rj  
a/)TJv  
]P<&CEk  
5. 结果：优化的球面透镜 ^QW%<X  
N{p2@_fnB  
#2HygS  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 x=au.@psBS  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 vlj|[joXw  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 S-f3rL[?  
9'5,V{pj  
5K6_#g4"  
ax>c&%vo  
6. 参数：非球面透镜 [Q 2t,tQx  
bNaJ{Dm$R  
u5CT7_#)  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 b$Uwj<v  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 MzG(+B  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 *=|i"
 
[#R%jLEJ2  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 am"/Anml|  
<&L;9fr  
?pF;{  
HWefuj  
giu~"#0/F  
7. 结果：非球面透镜 Aoo'i  
BEI/OGp  
ReK@~#hLY  
 生成期望的高帽光束形状。 ZXUe4@qfl  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 %r
i4nKGS  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 3mm`8!R  
vy"Lsr3  
Y\%}VD2k  
l[fNftT-  
QKP9*dz  
8. 总结 4 ^+hw;  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 uRL3v01?H0  
\ qs6%  
 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<Ns C1  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 %#]T.g  
Czci6Lz  
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。 h?ia4
t  
#VO2O0GR  
扩展阅读 .nSupTyG  
Ch.T}%  
扩展阅读 y\S7oD(OR  
 开始视频 XsG]-Cw  
-     光路图介绍 H]!y |p  
 该应用示例相关文件： eY(usK  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 "yz\p,  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 R_1C+  
Gz6GU.IyQy  
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QQ：2987619807 %zelpBu+