[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) JAc-5e4  
应用示例简述 z l@ <X0q  
1. 系统细节 bi[vs|  
 光源 X_O(j!h  
— 高斯激光束 $Jx] FZDQ  
 组件 WVp14Z?k  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 mI?AI7DqK  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 wVV'9pw}  
 探测器 } n_9d.  
— 视觉感知的仿真 8@Y]dzgjj  
— 高帽，转换效率，信噪比 #t po@pJsE  
 建模/设计 s#-`,jqD  
— 场追迹： n
:Ka@  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 c?j/H$  
+-K-CXt  
2. 系统说明 lc#su$xR>  
M)( 5S1ndq  
c9r, <TR9  
3zv_q&+8b  
3. 建模&设计结果 *)
H?d  
E<D45C{DP  
不同真实傅里叶透镜的结果： c$bb0J%  
9;sebqC?  
7;0^r#:87#  
~Wf&$p<|  
4. 总结 j^mAJ5  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 F@)wi0  
#4DEb<D  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 &0+;E-_  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 9}:%CpD^~I  
+t,JCY6  
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 Y\-sl^  
\Om.pOz  
应用示例详细内容 i4JqU\((]  
I?EtU/AD  
系统参数 {D 9m//x  
O#sDZ.EL  
1. 该应用实例的内容 3g0[(;  
^fQ ]>/u  
n&pi  
'K"V{  
f{t5r  
2. 仿真任务 .|G([O^H  
)C|[j@MD  
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。 PB(mUD2"r  
!Z3iu  
3. 参数：准直输入光源 !c4pFQB  
6X$]d^)h{  
q5p!Ty"  
]O,;t>  
4. 参数：SLM透射函数 x9h
kE!{8  
dmgoVF_qR  
]N!8U_U3  
5. 由理想系统到实际系统 \L($;8`\  
/xUTm=w7u  
A9`& Wnw?  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 S|CN)8Jsi  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 f!|7j}3  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ;G|5kvE>  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 \7n ;c  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 kc Q~}uFB  
IlJ!jq  
(P%{Tab  
3MPmLV#f  
0hVw=KDO9:  
应用示例详细内容 F=?0:2P0bD  
e*{'A  
仿真&结果 P|`pJYe  
yr8 b?m.x  
1. VirtualLab中SLM的仿真 4! ]28[2B6  
"#Qqwsw7  
 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)。 X,D
G2HT  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 f*)8bZDD  
 为优化计算加入一个旋转平面 OHTJQ5%zL  
!6{; z/Hy  
U.g7'`Z<  
' 5`w5swbc  
2. 参数：双凸球面透镜 E}LYO:  
$o2H#"  
O~D>F*_^j  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 L?:.8k`d  
 由于对称形状，前后焦距一致。 >|Yr14?7  
 参数是对应波长532nm。 L+VqTt  
 透镜材料N-BK7。 \JjZ _R  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 O1]L4V1iH  
>d2U=Yk!  
*f<+yF{=A  
Z'=:Bo{  
c"F3[mrff  
t*J*?Ma  
3. 结果：双凸球面透镜 "Bn8WT2?  
m ioNMDG  
2aj9:S  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 g}\G@7Q  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ,cj531.  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 9=RfGx  
f0Wbc\L[  
d!>.$|b  
tAPn? d5  
F{,<6/ayRz  
4. 参数：优化球面透镜 P)D2PVD  
%# M=qP  

:xwyE(w  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 -]hk2Q0   
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 'tyblj C  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 0i|z$QRL~  
 透镜材料同样为N-BK7。 gs/ i%O  
~|CWy  
kz=Ql|@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 nev@ykP6  
B=!&rKF  
4 q-/R  
]]"O)tWHj  
5. 结果：优化的球面透镜 ?F=^& v8  
-/)>DOgUq  
zvEofK  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 {~*^jS']5  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 'aV/\a:*  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 2?c##Izn  
Hs6?4cgj  
c2E*A+V#u  
~9ZW~z'  
6. 参数：非球面透镜 rm}%C(C{J  
IJ[r!&PY  
=(aA`:Nl  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 qnc?&f  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 a%g|E'\Jw  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 \5 S^~(iL  
7oWT6Qa5  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 .dwy+BzS  
A.YXK%A%  
Q%T[&A}3B  
84U?\f@u  
S&JsDPzSd  
7. 结果：非球面透镜 vw  
XK+" x!   
_A/q bm  
 生成期望的高帽光束形状。 5|<jPc  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 o(L8 -F  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 _Jt  
'((pW  
[aS<u`/g|  
-Z(='A
 
q}xYme4  
8. 总结 zhdS6Gk+  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 9\ul
S2d  
1-=ZIHW  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 E3vYVuw  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 7{JIHY+  
o)]mJb~XG-  
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")v0n3  
]I^b&N  
扩展阅读 \#(tI3  
eJ ;a}{ 4%  
扩展阅读 63PSYj(y  
 开始视频
=F<bAZ  
-     光路图介绍 b/soU2?^  
 该应用示例相关文件： Y n7z#bu  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 )W,.xP  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 zg>)Lq|VsT  
I6e[K(7NY  
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QQ：2987619807 (ebC80M