[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) n8FmIoZ&`  
应用示例简述 vZ&{   
1. 系统细节  xJ&E2Bf  
 光源 PU& v{gn  
— 高斯激光束 %>)HAx `  
 组件 zp4aiMn1F  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 %z9lCTmy  
— 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 5]c\{G  
 探测器 /i[1$/*  
— 视觉感知的仿真 >TKl`O  
— 高帽，转换效率，信噪比 5 R*  
 建模/设计 k}0Y&cT!rU  
— 场追迹： 006qj.  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 =x &"aF1  
6d# 7  
2. 系统说明 P(Gv|Q@  
y;GwMi$KI  
*wfb~&:}  
/QgU!:e  
3. 建模&设计结果 :l;SG=scx  
QEC4!$L^  
不同真实傅里叶透镜的结果： ?z[k.l+6w  
PLV-De  
"sD[P3  
8kRqF?rbj  
4. 总结 m9Pzy^g1  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 )<
~v~|re  
K/;*.u`:  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ;^"#3_7T]  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ((AsZ$[S  
cns~)j~  
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。 17C"@1n-  
-(;<Q_'s{"  
应用示例详细内容 ES>iM)M  
_u]S/X-  
系统参数 fZ6-ap,u  
!vY5X2?tr,  
1. 该应用实例的内容 Z'<I Is:J  
|<aF)S4  
&*\-4)Tf  
bCSgdK  
aCZ7G %Y  
2. 仿真任务 gm1 7VrC  
X }""= S<  
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。 Vz\?a8qQ<  
8Buus  
3. 参数：准直输入光源 >hFg,5 _l3  
hgU#2`fS  
aGx[?}=  
z]V%&f  
4. 参数：SLM透射函数 M&h`uO/[  
JA]qAr  
tB<2mjg  
5. 由理想系统到实际系统 Ir4M5OR\  
BXxl
-x  
a{y"vVQOF  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 G?e\w+}Pj@  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 qN@-H6D1=  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 *S?vw'n  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 m`lxQik  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ][[\!og  
79y'PFSms  
q)F@f /  
*D:"I!Ho  
h;RKF\U:"  
应用示例详细内容 B.ar!*X  
QZO9CLX 8k  
仿真&结果 ,enU`}9V*  
Lk8NjK6  
1. VirtualLab中SLM的仿真 rd0[(-  
<ZwmXD.VD  
 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)。 t$k$Hd';  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 --'!5)U  
 为优化计算加入一个旋转平面 c)Ep<W<r1  
h
L(zVkYI  
4)OM58e}  
]*\m@lWu  
2. 参数：双凸球面透镜 ZL^ svGy  
w.0
:#4  
AriW&E  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 [KT1.5M[  
 由于对称形状，前后焦距一致。 *0!IHr"fn  
 参数是对应波长532nm。 v9S1<|j
N  
 透镜材料N-BK7。 {klyVb  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 9+"\7MHw  
?T\_"G  
zZ})$Ny(  
r!WXD9#  
(Tbw@BFk  
jxdxIkAHZc  
3. 结果：双凸球面透镜 - )brq3L  
Qf<@ :T*  
50VH>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。 *5Aq\g,n  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 gsD0N^  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 9! 6\8  
lMW4SRk1C  
%yJ $R2%*y  
<-%OXEG  
qTd6UKg  
4. 参数：优化球面透镜 0s+pcqOd^  
qt&zo5  
9p '#a:  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ;~ ,<8  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 o*}--d?S  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 %I>-_el  
 透镜材料同样为N-BK7。 * U#@M3g.  
^V5g[XL2  
@2eV^eO9  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 o;\c$|TNU  
IP e"9xb  
[tEHr  
#Emz9qTsce  
5. 结果：优化的球面透镜 !v`C-1}70  
Wgr`)D  
Mq[|w2.  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 n"P29"
  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ujMics(  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 F')fi0=  
leMcY6  
\'AS@L"Wj^  

MG6y  
6. 参数：非球面透镜 48 |u{  
-'jPue2\  
#FL\9RXy  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Pu-/*Fx  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 SSh=r  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 W<"{d  
rt5eN:'qY  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 i9FtS7  
b}OOG  
C1YG=!  
Nr(3!-
  
[q5N 4&q\  
7. 结果：非球面透镜 :a#pzEK  
1G6MO  
>tFv&1iR  
 生成期望的高帽光束形状。 ^& R H]q  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ^twJNm{99  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 z%
pD3J?>  
_=\=oC  
`T \"B%  
G',*"mZQ[  
Z
;XiA<|  
8. 总结 W18I"lHeh  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 J"TM[4^\Y  
k5=VH5{S  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 0D*uZ,oBEw  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 mGK-&|gq  
qXQ/M]  
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。 Wveba)"$  
/KWR08ftp  
扩展阅读 ~SW_jiKM  
x`#|8  
扩展阅读 b35Z1sfD j  
 开始视频 jW G=k#WN  
-     光路图介绍 g[,1$39Z|@  
 该应用示例相关文件： >(t_  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 {MaFv  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 j$K[QSn  
?5oeyBA@  
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QQ：2987619807 5
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