[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) =&U7:u  
应用示例简述 } /Iw]!lK2  
1. 系统细节 QO,ge<N+N  
 光源 4Gy3s|{  
— 高斯激光束 m%OX< T!  
 组件 gBd~:ZUa  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 r3Ih]|FK#  
— 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 GlXzH1wZ  
 探测器 FC8= ru  
— 视觉感知的仿真 rk?G[C)2c  
— 高帽，转换效率，信噪比 f6HDfJmE  
 建模/设计 QlxlT$o}  
— 场追迹： K9'AYFse  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 |:`gjl_Nf  
RveMz$Yy  
2. 系统说明 jZ69
sDhE  
&4L+[M{J@4  
h"Q&E'0d  
H*dQTy,  
3. 建模&设计结果 'P-FeN^  
HmEU;UbO-  
不同真实傅里叶透镜的结果： s|8_R;  
Dr"F5Wbg  
a,p7l$kK  
d4-cZw}+  
4. 总结 4dvuw{NZ  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 O7I|<H/gVE  
P1QGfp0-J  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ^`!EpO>k9  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 i+.bR.WO  
QGd"Z lQ  
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。 5 %aT  
W?auY_+P  
应用示例详细内容 <^jW  
='
r4zz  
系统参数 [kq+a]q  
%"RgW\s[R  
1. 该应用实例的内容 Wj.
_
{  
axi%5:I  
$f<Rj/`&  
Fop"m/  
$
X;fz)u  
2. 仿真任务 Ib8xvzR6I&  
PfVjfrI[  
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。 zc-.W2"Hu  
<:BhV82l  
3. 参数：准直输入光源 [&FWR  
<)(STo  
eJ!a8
 
~A=Z/46*Z  
4. 参数：SLM透射函数 P/FO,S-V  
jW+L0RkX  
I6FglVQ6  
5. 由理想系统到实际系统 yf7p0;$?  
yN~: 3  
XA:v:JFS  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 SuW_[6]  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 KArnNmJ9  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 QJ s/0iw  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 # 1,(I  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。  p68) 0  
scUWI"  
`W[oLQ  
%+9Mr ami  
'&}B"1  
应用示例详细内容 @[S\ FjI  
|&TRN1  
仿真&结果 D|n`9yv a  
/Et
:',D  
1. VirtualLab中SLM的仿真 >g6:{-b^a  
=GjxqIv  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 |L7 `7!Z  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 i5*sG^<$H  
 为优化计算加入一个旋转平面
\
^3\_T&6  
sT3O_20{  
^YKEc0"w(  
QSy=JC9  
2. 参数：双凸球面透镜 U:xr['  
J%_ :A"  
F 3}cVO2bY  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 D{/GjFO  
 由于对称形状，前后焦距一致。 d7tH~9GX8  
 参数是对应波长532nm。 -$4
PY,  
 透镜材料N-BK7。 f?_H02j`/E  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Zl.}
J,0F  
r>`65o  
qMz0R\4  
V5RfxWtm:  
6P!M+PO  
(Y!@,rKd  
3. 结果：双凸球面透镜 #f~#38_  
[HK[{M=v=  
;e_n7>'#%  
 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。 h5ST`jZ  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 BxO8oKe  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 hHdH#-O:4"  
'zZN]P  
#tdI;x3  
Jpws1~  
2rf-pdOvG  
4. 参数：优化球面透镜 <`a!%_LC [  
grnlJ=  
qv=i eU  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 Z@ *^4Ve  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 6<R!`N 6  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 {KE858  
 透镜材料同样为N-BK7。 =\?KC)F*e  
e&E""ye  
U*=ebZno  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 W :jC2,s!m  
-D0kp~AO4N  
a}+|2k_  
F%t`dz!L  
5. 结果：优化的球面透镜 _CBG?  
*)ZDN~z7o  
R-"A*/A 2  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 :}v&TQ  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 frk(2C8T  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 EV z>#GC  
cRK1JxU
 
%<DXM`Y  
-S OP8G  
6. 参数：非球面透镜 kb]PWOz  
<l(LQmM;  
|#Bz&T  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 vZmM=hW~  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 #7+oM8b  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 5vxJ|Hse@  
1j "/}0fx  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 kcVEE)zb  
1RZhy_$\.  
3G dWq*  
{A2(a7vV  
&aqF||v%)  
7. 结果：非球面透镜 7/w)^&8  
9"
KEHf!  
r'#5ncB  
 生成期望的高帽光束形状。 Q}2aBU.
f  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Wqy|Y*$qT  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 &xo,49`!  
!v;N@C3C  
nxkbI:+t  
>}%  
1WRQjT=o  
8. 总结 W~z 2Q so  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 'z8?_{$
 
o<`Mvw@Z  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 +] >o@  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 DpH+lpC  
//n$#c_}u  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 *JDQaWzBd  
m-4P*P$X  
扩展阅读 L\)ssOuh  
NKd}g  
扩展阅读 nj$TdwZbK  
 开始视频 &#^^UT(nj  
-     光路图介绍 (`\ DDJ[  
 该应用示例相关文件： ~v"4;A6  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 +sq'\Tbp  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 1t wC-rC  
L_3Ao'SA  
Fcz7   
QQ：2987619807 7yM=$"'d