[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) { vKLAxc  
应用示例简述 &X|#R1\  
1. 系统细节 gLE:g5v6  
 光源 P+s!|7'  
— 高斯激光束 uW30ep'  
 组件 ,{BaePMp  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 t/cY=Wp  
— 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 U&Wt%U{  
 探测器 lwrCpD.  
— 视觉感知的仿真 =<{np  
— 高帽，转换效率，信噪比 <J`0mVOX  
 建模/设计 {zn!vJX
  
— 场追迹： [3(74  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 d Vj_8>  
}q $5ig  
2. 系统说明 AyNI$Q6Z  
4Uphfzv3D  
)6q,>whI]  
!ePr5On  
3. 建模&设计结果 cd(GvX'  
F({HP)9b  
不同真实傅里叶透镜的结果： D)j(,vt  
>Db;yC&  
#~7ip\Uf[  
0s/w,?  
4. 总结 >4#)r8;dx  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 *~t6(
v?  
OR%'K2C6S  
 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#W9@NR  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 t=Xv;=daB  
~\Hc,5G   
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。 l:j4Ft 8  
M_"L9^^>N  
应用示例详细内容 VFRi1\G  
AS =?@2 q  
系统参数 g/P+ZXJ  
y~q8pH1  
1. 该应用实例的内容 n?- })  
}T&iewk  
Jtr"NS?a]  
bn!HUM,
  
\QYFAa  
2. 仿真任务 ~]nSSD)\  
{]:7bV#JP  
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。 -
_1>C\h"  
)}"wesNo".  
3. 参数：准直输入光源 f@Zszt  
aX5 z&r:{  
gP0LCK>  
G LIi6  
4. 参数：SLM透射函数 ] Hztb  
Uk^B"y_  
@GdbTd  
5. 由理想系统到实际系统 IOqwC
D[  
!bN*\c  
_*1`@  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 nlW +.a[  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 v^d]~!h  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 (O.d>  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 6)Y.7XR  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 n:yTeZ=-s4  
vb<oi&X  
23Nw!6S  
TU:7Df  
nV-mPyfL8  
应用示例详细内容 dep=&  
X voo=  
仿真&结果 ;[=8B\?  
(9Ux{@$o[  
1. VirtualLab中SLM的仿真 v(ZYS']d2  
56zL"TF`  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 B9NWW6S  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ihIVUu-M  
 为优化计算加入一个旋转平面 MP_ ~<Q  
HY&aV2|A1  
+n{#V;J  
i}.&0Fp  
2. 参数：双凸球面透镜 y5*Z3"<  
B0dQ@Hq*  
}\\KYyjY  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 4QvsBpz@  
 由于对称形状，前后焦距一致。 3?V_BUoON  
 参数是对应波长532nm。 BG6B:  
 透镜材料N-BK7。 a@@)6FM  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Yu)NO\3&  
GP?M!C,/}k  
wr$M$i:  
bN]+_ mF  
C8Qa$._  
F'4w;-ax  
3. 结果：双凸球面透镜 0 q}*S~  
+nXK-g;)'  
xv(9IEjt0  
 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。 "Zl5<  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 JBE!j-F  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 n `&/D  
.1KhBgy^K  
[d(U38BI  
8Kg n"M3  
ADDSCY=,  
4. 参数：优化球面透镜 r'^Hg/Jzt  
}1Gv)l7  
Z>)Bp/-  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 OBOtuu.  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 D^l%{IG
 
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 g!lWu[d  
 透镜材料同样为N-BK7。 CE#gfP  
W+UfGk}A  
pGJ>O/%  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 D8Ykg >B;&  
#gz M|  
n>ULRgiT:o  
o]yl;I  
5. 结果：优化的球面透镜 $c0h.t  
l_o
@miG/  
B8f8w)m  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 Qw-~>d  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 `o=q%$f#k~  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 B* ?]H*K  
b\yXbyjZ3.  
>,F bX8Zz  
z\K"Rg~J  
6. 参数：非球面透镜 N5Q[nd  
^hc!FD  
 .E`\MtA  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ~Sj9GxTe  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ,}3 'I [  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 em,u(#)&  
R3x3]]D  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 `uOT+B%R  
1S{D6#bE  
5gYRwuf  
L2\#w<d  
y
v t.  
7. 结果：非球面透镜 %j.0G`x9 +  
ULs\+U  
*/sS`/Lx  
 生成期望的高帽光束形状。 b$
N2z  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 X{5vXT\/y  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 eD,.~Y#?=  
01wX`"I  
cG[l!Z  
.+PI}[g  
.nrMfl_  
8. 总结 \UPjf]&  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 VCV"S>aVf  
7''??X  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 &XIt5<$~R  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 t<#TJ>Le  
uaT!(Y6  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 Bmr>n6|  
xN5)  
扩展阅读 *=8JIs A>!  
u_@f$  
扩展阅读 CDsSrKhx  
 开始视频 ZInpMp  
-     光路图介绍 K'L^;z6  
 该应用示例相关文件： mk;&yh  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 |,S+@"0#  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 cr%"$1sY;  
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QQ：2987619807 Px4)>/ z,