[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) _Wq  
应用示例简述 {NFr]LGOp  
1. 系统细节 8xV9.4S  
 光源 ;=; 9tX  
— 高斯激光束 y8!4q  
 组件 YS@ypzc/  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 6NM:DI\%  
— 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 *%fi/bimG  
 探测器 dP<=BcH>f  
— 视觉感知的仿真 iwp{%FF  
— 高帽，转换效率，信噪比 '~[d=fwH  
 建模/设计 $oU*9}}Rn  
— 场追迹： nv%rJy*w[  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 jW3!6*93  
QWSTR\!  
2. 系统说明 MmnOHN@.  
wq(7|!Eix  
LO khjHR  
4@n1Uk  
3. 建模&设计结果 _c*=4y  
[nc4{0aT'  
不同真实傅里叶透镜的结果： G{ sOR  
~yfNxH~k  
)d1_Wm#B  
Q<'nE  
4. 总结 qx8fRIK%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 'y2nN=CN  
!GLz)#SBl  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 r(aLEJ"u?  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 vCxD~+zf  
;":zkb{  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。  TYmP)  
O[s{ Gk'>  
应用示例详细内容 W<$Z=(_v  
y?m/*hh`  
系统参数 BuWHX>H  
iZNts%Y]  
1. 该应用实例的内容 @}OL9Ch  
&7b|4a8B%  
ZP*q4:  
LuSLkLN  
UXugRk%d  
2. 仿真任务 7X q,z
  
Z!@~>i  
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。 XKttZOiGT  
^3{TZ=_;|  
3. 参数：准直输入光源 V9(@Y  
%Nhx;{  
8V)^R(\;  
ph[#QHB  
4. 参数：SLM透射函数 ?^$MRa:D  
X M#T'S9y8  
TUDr\' @/f  
5. 由理想系统到实际系统 t!x5fNo)  
fX.>9H[w@~  
}i`PGx
 
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 2?,EzBeal  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ,(?po(']  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 x~{;TZa[I  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 .J.-Mm`.  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ;3: q?&  
`v}%33$hA  
Nwt" \3  
Eam  
[y)`k@  
应用示例详细内容 \XM^oE#G  
s]mY*@a%  
仿真&结果 eDJfU  
=ng\ 9y[;D  
1. VirtualLab中SLM的仿真 \ZhfgE8{%  
UkHY[M7;  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 ,0~9dS   
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 S_v'hlrrT  
 为优化计算加入一个旋转平面 E3l> 3  
Z]WnG'3N  
_5m#
2u51i  
{g~bQ2wDC  
2. 参数：双凸球面透镜 iMFgmM|  
-gas?^`  
199]WHc  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 (_*5oj-  
 由于对称形状，前后焦距一致。 MR,R}B$  
 参数是对应波长532nm。
)aao[_ZS  
 透镜材料N-BK7。 !$Tw^$n  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 vZ N!Zl7S  
Qb; d:@9  
"+ >SJ~  
5qkH|*Z3  
"/6:6`J  
D?,#aB"  
3. 结果：双凸球面透镜 pM&Y
Xb?  
)d-.M  
Cb@3M"1:  
 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。 <~X>[PK<  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ND,Kldji  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 >,gvb5  
`^Eae  
>Clh] ;K  
8kt5KnD2  
#D9e$E(J^  
4. 参数：优化球面透镜 c8M2 ^{O,`  
qdG~!h7j  
L9ap(
 
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 P^Q[-e{  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 2Nm>5l  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 m6yIR6H  
 透镜材料同样为N-BK7。 OxtOd\0$  
d:q +  
s/e"'Hz  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 xc:!cA{V  
9F- )r'  
ai^4'{#zi  
Hb(B?!M)  
5. 结果：优化的球面透镜  6vTo*8D  
lvpc*d|K  
8; R|  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 XJ+6FT/qss  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 $RwB_F  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ;t>Z+O%  
4YMX|1wd)  
GOB(#vu  
iH2n.M "  
6. 参数：非球面透镜 gbStAr.  
W*:,m8wk  
0g<K[mPr7  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ~;OYtz  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 4^'3&vu  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ^, i>'T
 
%_aMl  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Q_"\Q/=?Do  
zggB$5  
B 2.q3T  
V'2EPYB  
W~B5>;y  
7. 结果：非球面透镜 Lj%{y.Rj  
m:O(+Fl  
sK=}E=  
 生成期望的高帽光束形状。 F{\gc|!i  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 k)FmDX  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 - ?!:{UXl  
>Dg#9  
)W&>[B  
0gF!!m  
+>g`m)?p  
8. 总结 [$(R#tZ+  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ftavbNR`W  
FkupO I  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 h?yG<>wI  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 baoD(0d  
rp:wQH7  
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。 ` e{BId  
qJT0Y/l:(  
扩展阅读 j%*7feSNC  
4*UP.r@  
扩展阅读 :Px\qh}K  
 开始视频 jB^OP1  
-     光路图介绍 jUjr6b"  
 该应用示例相关文件： 4DO/rtkVq  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 8xI`jE"1  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 [H"#7t.V-~  
Rh] P8  
@#b0T:+v'  
QQ：2987619807 [~k]{[NJ