[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) ~Psv[b=]  
应用示例简述 o}QtKf)W  
1. 系统细节 CjeAO 2  
 光源 &\Kp_AR  
— 高斯激光束 =?
9z6=  
 组件 1:{BC2P  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 6IRzm6d  
— 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 |a!y%R=  
 探测器 lHl1Ny\?  
— 视觉感知的仿真 oW7\T!f  
— 高帽，转换效率，信噪比 2g'o5B
\*  
 建模/设计 nG Bjxhl  
— 场追迹： M{)7C,'  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 0=g~ozEW&  
V'n4iM  
2. 系统说明 a[).'$S}'  
%N.qu_,IZ  
w&U>w@H^  
78o>UWA:  
3. 建模&设计结果 *(c><N  
1UyQ``v/  
不同真实傅里叶透镜的结果： 22`N(_  
&n 1 \^:  
)$Tcip`  
;`CNe$y   
4. 总结 fwWE`BB  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 iRwlK5(&  
e/S^Rx4W  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 s"jNS1B  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 \7l%@  
7"|j.Yq$H{  
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。 1ig#|v*+  
dF (m!P/R  
应用示例详细内容 aM2[<m}  
ZA;VA=)\8  
系统参数 t
93iU?Z  
N7}Y\1-8  
1. 该应用实例的内容 "~-Y'O  
3jaY\(`%h  
S zqY@  
;R#:? r;t  
Z,x9 {  
2. 仿真任务 Po+tk5}''5  
z'9Mg]&>  
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。 ga#Yd}G^~3  
utJz e  
3. 参数：准直输入光源 gp?|UMA9.  
"?[7oI}c&  
kJy bA  
_jhdqON6E  
4. 参数：SLM透射函数 T@. $Zpz  
#c2InwZV  
+ISXyGu  
5. 由理想系统到实际系统 -4}I02  
eqFOPK5q  
*`(/wE2v]  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 KP
T@I3P  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 DJm/:td  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 XIrNT:h4  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 TLkJZ4}?Q  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 >Za66<:  
tFYIKiq2  
zF F=v7[j  
/_,} o7@t~  
JMT?+/Qbu  
应用示例详细内容 E?& x5?  
TF@HwF"#  
仿真&结果 B-OuBS,fwC  
}PR^Dj.  
1. VirtualLab中SLM的仿真 rCmxv7" a}  
kP6P/F|RcZ  
 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)。 ItoSORVV  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 JqDj)}fzX  
 为优化计算加入一个旋转平面 B1&H5gxgN  
[SW@"C!  
1qs~[7{C1  
E"[^^<I  
2. 参数：双凸球面透镜 Oc]&1>M  
FC= %_y  
Wu 71q=  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 VH{SE7  
 由于对称形状，前后焦距一致。 +njE  
 参数是对应波长532nm。 V zx%N.  
 透镜材料N-BK7。 t `4^cd5V  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Yg;g!~
  
\bh3&Z'.  
h&!k!Su3#  
,u}n!quA  
4LU'E%vlC  
ax0:v!,e  
3. 结果：双凸球面透镜 mne^PSI:  
nI4xK  
3q:-98DT  
 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。 y>S.B/d  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 n\2VrUQ)M  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Y/t:9Aau  
I +,D,Vg  
'_n{+eR74  

 *it(o  
|Hbe]2"x>  
4. 参数：优化球面透镜 tUmI#.v  
o8P 5C4y  
ou44vKzS  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ?
lxI& h  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 s0Ii;7fA{  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 blZiz2F  
 透镜材料同样为N-BK7。 PL8{|Q  
^uW!=%D  
S^
?OKqS  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 LnJ/t(KV  
y+RT[*bX5o  
y(:hN)  
Vgs( feGs  
5. 结果：优化的球面透镜 +w/Ax[K  
u[U~`*i*rA  
+G&h  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 l;L&ijTQD  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 a#1LGH7E8  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 9AJ!7J#v"  
jh]wHG  
$*%Ml+H-  
t4?g_$>   
6. 参数：非球面透镜 #;H,`r  
`sN3iD!@R  
JRA.,tQc  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Z`"UT#^SI  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 %H-[u}s  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ;,'!  
JBE'B Q@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ]t1)8v2w>  
-3VxjycY  
bm1ngI1oI  
P58U8MEG  
^lu)'z%6  
7. 结果：非球面透镜 5d
(A(  
j&fr4t3  
5"y p|Yl  
 生成期望的高帽光束形状。 D +)6#i Y  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 da!N0\.1T  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Rv q_Zsm  
c ~YD|l  
S M987Y!B  
@D"#B@j  
1elcP`N1  
8. 总结 ; Z61|@Y  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \9se~tAl3  
Lj(hk@  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 :c)<B@NqNo  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 T|ZZkNP|6  
R_vZh|  
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。 '[Oi_gE.  
g,y`[dr  
扩展阅读 .1I];Cy0D  
e^&
YQl  
扩展阅读 RO wbzA)]r  
 开始视频 6{azzk8  
-     光路图介绍 UUb!2sO  
 该应用示例相关文件： <mY`<(bc  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 J~gfMp.  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 (^a;2j9  

w,3`Xq@  
(P`{0^O"}  
QQ：2987619807 e,~c~Db* Q