[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) 9*2A}dH  
应用示例简述 #>dfP"}&,  
1. 系统细节 qYc]Y9fi  
 光源 di}YHMTx  
— 高斯激光束 :\x53-&hO4  
 组件 &=5  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Gd1%6}<~  
— 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 1iEZ9J?  
 探测器 Urur/_]-%  
— 视觉感知的仿真 t<sg8U.  
— 高帽，转换效率，信噪比 v;AMx-_
WH  
 建模/设计 {;]:}nA  
— 场追迹： IZYq  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 E6|!G  
%m1k^  
2. 系统说明 /Za'L#=R  
KB!.N[!v  
+lmMBjDa  
|5S/h{gq  
3. 建模&设计结果 ^%wj6  
#+p30?r0y  
不同真实傅里叶透镜的结果： ,$@nbS{Q]  
s`M[/i3Nm  
Z W` Ur>  
`W< 7.  
4. 总结
#=UEx  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 p"f=[awp  
"I?sz)pxG  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ?#idmb}(  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 +c#:;&Gs  
^^QW<  
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。 >HO{gaRM  
HByk 1  
应用示例详细内容 IE!fNuR4  
3 G/#OJ  
系统参数  Hi#'h  
1xg^;3m
2  
1. 该应用实例的内容 YUd*\_  

"ut:\%39.  
J;4x-R$W  
"|w..%Wc  
B8-v!4b0`  
2. 仿真任务 i|+ EC_^<  
H S/1z  
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。 CLU!/J$!  
qG3 [5lti  
3. 参数：准直输入光源 q/-8sO}q  
n~N>c*p  
aZ^P*|_K3  
!U.Xb6  
4. 参数：SLM透射函数 fI(u-z~,  
o.U$\9MNP  
6=o@X  
5. 由理想系统到实际系统 8$a4[s  
$by-?z((  
DODo !  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 0.S].Y[  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 -G&>b D  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 T677d.zaT  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 .kh%66:  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 e:}8|e~T  
7qSlqA<Hs  
bHE'R!*  
3?I^D /K^  
QA7SQcd,  
应用示例详细内容 <cG .V|B  
SvC|"-[mJ  
仿真&结果 -\:#z4Tc  
49n.Gc  
1. VirtualLab中SLM的仿真 7><ne|%  
FSv')`}  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 wJ-G7V,)  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 1L1_x'tT%  
 为优化计算加入一个旋转平面 lQQXV5NV  
)\_xB
_K\  
G|FF  
5zG6V2  
2. 参数：双凸球面透镜 i$[wgvJIV  
s>z$_  
epa)ctS9  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ,t5X'sY L  
 由于对称形状，前后焦距一致。 dq~p]h~,H  
 参数是对应波长532nm。 7
?j$Lwt  
 透镜材料N-BK7。 aVvi_cau  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 `84pql,  
4S|! iOY  
*0M#{HQ  
w] LN(o:  
/G`&k{SiK  
T.="a2iS2  
3. 结果：双凸球面透镜 7r?O(0>  
FV^CSaN[R  
6"Q/Y[y  
 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。 w~M5)

b  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 {L
Tb-CB  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 #EtS9D'd+  
vFY/o,b \  
j~c7nWfX  
P$_Y:XI !  
g(<02t!OT=  
4. 参数：优化球面透镜 \lHi=}0  
^T"9ZBkb  
V[,/Hw~d%  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 T:x5 ,vpM  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 %Bmi3 =Rr  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 AC3K*)`E  
 透镜材料同样为N-BK7。 R[ S*ON  
_v4
TyJ  
A$ %5l  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 m s\:^a  
evsH>hE^  
I^/Ugu  
D2|-\vJ>  
5. 结果：优化的球面透镜 $1oU^VY  
OTd=(dwh  
o*97Nbjn  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ;+K:^*oJ  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 LfyycC2E  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 !J
UXq  
\*6%o0c  
|DfYH~@(  
"[@-p  
6. 参数：非球面透镜 xr!FDfM.K  
5R4h9D5  
I%%\;Dy  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 `ea;qWy  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 U6FM`w<  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 hbR;zV|US  
}aXc,;
Ps  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 srx`" :  
ttLChL  
a}`4BMi3  
Svn|vH  
?yddr`?W  
7. 结果：非球面透镜 .rSeJZzuj  
'mpY2|]\$  
+OK.[ji?  
 生成期望的高帽光束形状。 N::_JH?^=  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 >!E:$;i@  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 9?gLi!rd  
&PD4+%!  
IkH
]W!_+  
R`G%eG)+  
n?&G>`u*  
8. 总结 `kyr\+hp  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 N4!YaQQ;}  
C2AP   
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 9%oLv25{)  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 TuwH?{ FzK  
U/yYQZ\)  
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。 w|>:mQnU  
&of%;>$>M  
扩展阅读 1 dz&J\|E#  
`>rdn*B  
扩展阅读 9/D+6hJ]:  
 开始视频 PmvTCfsg  
-     光路图介绍 z|}Anc[\  
 该应用示例相关文件： P^v`
5v  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ?ZdHuuDN~  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ~Ht[kO  
,bmiIW%  
vkE6e6,Qc  
QQ：2987619807 ^O#,%>1J