[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) )\VuN-d  
应用示例简述 (|o@  
1. 系统细节 Q&w_kz.  
 光源 F?]J`F\I  
— 高斯激光束 \}u/0UF97  
 组件 ;<''oY  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 +Yq?:uBV  
— 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 +J;b3UE#  
 探测器 3`vKEThY)  
— 视觉感知的仿真 rr\9HA  
— 高帽，转换效率，信噪比 %mU$]^Tw(  
 建模/设计 2-N7%
]h  
— 场追迹： n3&h1-  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 hCF_pt+  
KnA BFH  
2. 系统说明 ":qHDL3  
ss}-YnG  
.|g@#XIwe#  
NB'G{),)Z  
3. 建模&设计结果 Z:>3AJuS_  
Bw!J!cCj  
不同真实傅里叶透镜的结果： IAMa  
s5+;8u9K  
@4Bl&(3S  
He4HIZ  
4. 总结 KehM.c^  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 WbhYGcRy  
V#.pi zb  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 gg^iYTpt  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 O43"-  
.o]I^3tfc  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 7G;1n0m-T  
I0Allw[  
应用示例详细内容 iHc(e(CB<  
}:{ @nP  
系统参数 ?SO
!INJ  
p^q/u  
1. 该应用实例的内容 }Rh%bf7,  
CMbID1M3  
1,$"'lKwt  

[_3&  
nsXG@CS:  
2. 仿真任务 8rlf9m  
DCLu^:|C"  
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。 IgwHC0W  
;8K>]T)  
3. 参数：准直输入光源 O
vwoU=u  
FNOsw\Bo  
/=AFle2(  
oHv.EO  
4. 参数：SLM透射函数 ik)u/r DW  
1i.3P$F  
|@1(^GX  
5. 由理想系统到实际系统 nVgvn2N/  
kb"Fw:0  
&J|I&p   
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 S *J{  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 FJ!`[.t1AU  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 L;vglS=l;  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 p$x>I3C(\  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 No[9m_  
_7';1 D  
h`O$L_Z  
TNN@G~@cm  
%uV,p!| )  
应用示例详细内容 eNi#% ?=WB  
Eu
l3 {+]  
仿真&结果 hJ[keaO  
6|n3Q$p  
1. VirtualLab中SLM的仿真 6(htpT%J  
R)$]r>YZF  
 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)。 (6mw@gzr  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 m8F \ESL  
 为优化计算加入一个旋转平面 m1]/8{EC7  
}QQl.'
 
*sB'D+-/  
dxZn| Y  
2. 参数：双凸球面透镜 bf1$:09  
` -SC,qHw  
L[Y$ `e{zd  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 |Thm5,ao  
 由于对称形状，前后焦距一致。 K%/\XnCY  
 参数是对应波长532nm。 >0 o[@gJl  
 透镜材料N-BK7。 Pj g#  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 [)8O\/:  
lWJYT<kt  
CK4#ZOiaa  
>QN-K]YLL  
yV L >Ie/  
d Efk~V\  
3. 结果：双凸球面透镜 [h' 22W  
%z[=T@  
IIXA)b!  
 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。 D,FgX/&i/  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 l<S3<'&  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 !nsr( 7X2  
A(BjU:D(Oj  
Yh"9,Z&wiR  
=x(k)RTDu  
rP"Y.;s  
4. 参数：优化球面透镜 vfhoN]v  
Kc1w[EQ  
mAIl)mq|g  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 jY/(kA]}  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 mKV31wvK}  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Td7Q%7p:  
 透镜材料同样为N-BK7。 7oUo[  
j1+I_  
%'=TYvB 2  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Vi'7m3&  
NL-PQ%lUA  
j1K~zG  
tx+P@9M_Aq  
5. 结果：优化的球面透镜 GvA4.s,  
3?h!nVI+2J  
}> C?Zx*  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 D(TfW   
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 0N4ZV}s,d  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ,?%Y*?v  
MOB'rPIUI  
"? V;C  
lSd tw b  
6. 参数：非球面透镜 :l Z\=2D  
@RoU
 
TOSk+2P  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ab)ckRC  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 F60m]NUM)c  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 l#+@!2z  
6*>vie  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 6BQq|:U  
[,~;n@jz  
t0
:~BYXu  
=ty{ugM<  
* "
?,
.  
7. 结果：非球面透镜 NW21{}=4  
}>YEtA  
K3rsew n  
 生成期望的高帽光束形状。 mwz!7Q   
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 P{2ED1T\  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ;\/RgN  
nvodP"iV  
;'<SsI  
Q5Mn
=  
<<YH4}wZ  
8. 总结 Ac +fL  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 d,j)JnY3V  
nnd-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。 /" &Jf}r  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 `j.-hy>s  
HXqG;Fds(  
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。 OG7U+d6  
+~lPf.  
扩展阅读 f~p[izt  
8}Maj  
扩展阅读 <2I<Z'B,e  
 开始视频 6WLq>Jo  
-     光路图介绍 nC9xN  
 该应用示例相关文件： jH9.N4L  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 f2Tz5slE  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 bGp3V. H  
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QQ：2987619807 U4._a