[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) F~uA-g  
应用示例简述 2kmna/Qa6  
1. 系统细节 7p"~:1hU  
 光源 8zB+%mcF  
— 高斯激光束 +'YSpJ   
 组件 C>(
M+qXL+  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ,:Rq  
— 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 Y;I(6`,Y  
 探测器 
O}\"$n>  
— 视觉感知的仿真 Z:o' +oh  
— 高帽，转换效率，信噪比 zWR*g/i  
 建模/设计 U mx  
— 场追迹： +XaO?F[c  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 q5K/+N^2?  
s'fcAh,c6  
2. 系统说明 (/rIodHJO  
~)
\1g0  
-^nQ^Td=j  

:O@,Z_"  
3. 建模&设计结果 Q/9vDv  
]6c2[r?g{  
不同真实傅里叶透镜的结果： l8n[8AT1  
TQxc?o  
HU.6L'H*  
@0@'6J04  
4. 总结 )*QTxN  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 J Wyoh|  
%+OPas8C  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 pa> 2JF*  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 4>ce,*B1  
!E.lyz  
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。 fB ,!|u  
]C:Ifh~  
应用示例详细内容 MAhPO!e5.  
BKlc{=
 
系统参数 0o'ML""j  
<?va) ou  
1. 该应用实例的内容 EA{*%9 A  
v(nQd6;T  
R"kE5:  
fyoB]{$p8  
!iz vY  
2. 仿真任务 YV!V9  
25@j2K(  
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。 r#w_=h)  
q>oH(A  
3. 参数：准直输入光源 ~E|V{z%  
%_=R&m'n`  
8}
E(UsTa  
.Qw@H#dtW  
4. 参数：SLM透射函数 ^{+:w:g  

=Bqa<Js  
Y/I6.K3  
5. 由理想系统到实际系统 DWxh{h">  
_!p$47  
M4PUJZ]  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 =]mx"0i[  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Y_YIJ@  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 /{)cI^9  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 w=>mG-  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 s^@Cq=  
(eE}W~Z  
29DWRJU  
/<(ik&%N  
Ujzz`!mz  
应用示例详细内容 yQ&%* ?J  
ffd3QQ  
仿真&结果 u`
2k6.-  
VIdoT2  
1. VirtualLab中SLM的仿真 O7*i;$!R  
R*fR?  
 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;!s=U  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。  Hu2g (!  
 为优化计算加入一个旋转平面 'yjH~F.  
trt\PP:H%  
]lYEJ`  
Q31c@t  
2. 参数：双凸球面透镜 u(`A?H:  
C}EDl2  
2,nCGSfc  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 M.^A`  
 由于对称形状，前后焦距一致。 )#B
fd(F  
 参数是对应波长532nm。 s""8V_,;  
 透镜材料N-BK7。 uL AXN  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 3m7V6##+  
l;kZS  
%-|q3 ^s  
4x=Y9w0?8  
0J</`/gH  
*lO+^\HXD  
3. 结果：双凸球面透镜 hkI);M+@6  
0 d]G  
_oVA0@#n  
 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。 74Wg@!P  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 shZ<j7gqI  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Y\\nJuJo  
7E)7sd  
1e} 3L2rC  
cLP@0`^H  
#_\~Vrf(#  
4. 参数：优化球面透镜 @1Lc`;Wd  
p ivS8C  
L
dUpVO8)l  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 z59J=?|  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ^SCWT\E  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 k<qH<<r*  
 透镜材料同样为N-BK7。 !,"G/}
'^;  

5Vqvb|  
s$6#3%h  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 _,~zy9{,  
bf(&N-
"A  
HArYL}l  
KIJ[ cIw  
5. 结果：优化的球面透镜 AFED YRX  
6P|neb}  
jXZNr  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 $@wkQ%  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 lsi8?91  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 .#|pje^  
k#[s)Ja?s  
JY16|ia  
w[-Bsf  
6. 参数：非球面透镜 KW<CU'  
(J*0/7 eX  
XU7bWafy  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 yqwr0yDAl  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 JM%#L*;  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 < .!3yy  
0
f1#TgX  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 %-CC_R|0$  
v2V1&-
  
P0=F9`3wb  
rg~CF<  
jFfki.H  
7. 结果：非球面透镜 *93 N0m4Rl  
8 Hn{CJ~'  
Ui&$/%Z|  
 生成期望的高帽光束形状。 "Wp<^ssMo  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 D6WsEd>  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 4{KsCd)  
f14c}YY  
qfU3Cwy  
Sj?'T@  
aJ5R
0Y,  
8. 总结 YBP{4Rl  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 DVl:s  
|*$_eb  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 7@?b_  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 8Yh2K}  
T2{+fRvN  
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。
0"N %Vm  
/rW{rf^  
扩展阅读 NL 37Y{b  
ks}o9[D3  
扩展阅读 (L1`]cp  
 开始视频 x3Uv&  
-     光路图介绍 )-@EUN0E>5  
 该应用示例相关文件： )[1m$>  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 =j0V/=  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Ou^dI  
p9
8lu'?@  
&%lhov  
QQ：2987619807 v6:DA#0