[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)  /1-  
应用示例简述 $Xf1|!W%a%  
1. 系统细节 `+17x<N  
 光源 et";*EZJX  
— 高斯激光束 +(/?$dRH  
 组件 ND[u$N+5x"  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 3ThCY`  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 /3D!,V,  
 探测器 &.ZW1TxE8  
— 视觉感知的仿真 &wRdUIc  
— 高帽，转换效率，信噪比 Ojj:YLlY>  
 建模/设计 j""I,$t  
— 场追迹： P<b.;Oz__-  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 l!f/0Rx5  
TQm x$  
2. 系统说明 t ?8 ?Ok  
;=X6pK  
=T5vu~[J/e  
)&di c6r  
3. 建模&设计结果 wH1E7LY|R  
xq_%|p}y  
不同真实傅里叶透镜的结果： xlVQ[Mt  
"?_adot5v  
lcgT9m#  
MdK!Y  
4. 总结 .+3= H@8h  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 GF5WR e(E  
w)-@?jN  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 X1U7$/t  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Q\G8R^9j p  
bF %#KSVw  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 }OO(uC2  
&T?>Kx  
应用示例详细内容 J{' u  
vTN/ho,H  
系统参数 A+%oE  
dq%N,1.F  
1. 该应用实例的内容 dDN#>|  
JDv7jy  
N#{d_v^H?d  
Be+'&+  
!cnunLc`  
2. 仿真任务 _3<J!$]&p  
"UVqkw,vt  
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。 )t={+^Xe  
,c"_X8Fkx$  
3. 参数：准直输入光源 j &)Xi^^  
TF 6_4t6  
N'R^S98x  
sKIWr{D  
4. 参数：SLM透射函数 8}Rwf?B  
>XP]NY}Po[  
P\;lH"9  
5. 由理想系统到实际系统 Nj||^k  
|RwpIe8~  
#(3w6l2  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 P(G$@},W  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 %cG6=`v
R  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 A<^IG+Q,B7  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 fV*x2g7w  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 =-jkp  
W>eJGZ<  
M$#
zvcp  
x{<WJ|'
B  
ug[|'tR8  
应用示例详细内容 #*q`/O5n  
/_v5B>  
仿真&结果 %lz\w{  
9Q-/Yh  
1. VirtualLab中SLM的仿真 =IV_yor  
|$Dt6{h  
 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)。 ]O',Ei^  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 @B5@3zYs  
 为优化计算加入一个旋转平面 )hK5_]"lmj  
A/RHb^N  
kCxmC<34  
L q8}z-
?  
2. 参数：双凸球面透镜 4q[C' J  
(:2:_FL  
8lI#D
)}  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 H,tx
bJ  
 由于对称形状，前后焦距一致。 {YWj`K  
 参数是对应波长532nm。 ,WA7Kp9  
 透镜材料N-BK7。 t5N@z  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 !y$Hr[v  
85Q2c  
2NAGXWE  
Tn2Z{.q$  
JV(eHuw  
E4[ |=<  
3. 结果：双凸球面透镜 ZH/^``[.  
/A}3kTp  
"C.'_H!Ex  
 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。 kt%9PGw
 
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 "o#"u[W,  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Z"'rc.>a  
6kGIO$xJ)  
b>;>*'e  
J|_&3@r  
Dk|
S`3  
4. 参数：优化球面透镜 "5%G[MB  
pB
iC  
W+BM|'%}|  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 }M?GqA=  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 lG>rf*ei~  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 QR2J;Oj_  
 透镜材料同样为N-BK7。 ['R2$z  
0vmMNF  
rtv\Pf|  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 FMhwk"4L  
&tw.]3  
B<DvH"+$  
/ivt8Uiw  
5. 结果：优化的球面透镜 ##Z:/SU  
E:xpma1Qf  
.3qaaXeH  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 dG.s8r*?M  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 H)tYxW  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 uljd)kLy4O  
M|?qSFv:  
;[0<QmeI!  
,$Qa]UN5Q  
6. 参数：非球面透镜 d~C YZ  
ncb
?iJ/b^  
. l RW  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 f"xi7vJv!f  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ':!w%& \  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 `j0T[Pi  
Yfk[mo  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Z}f$KWj  
H:#b(&qw2  
.
a:"B\B`  
7A8jnq7m/  
=#^%; 66z  
7. 结果：非球面透镜 t9&)9,my  
!EF~I8d\]  
+ htTrHjt  
 生成期望的高帽光束形状。 *6e`km  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 x%B^hH;W  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 If\u^c  
~IZ'zuc  
Me yQ`%  
H!4!1J.=xw  
Zq2dCp%  
8. 总结 n*CH,fih:  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 g)!B};AA  
~;aSX
1   
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Q7&Yy25   
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 4} 'Xrg  
Xlw&hKS  
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。 WfBA5  
I7 pxi$8f  
扩展阅读 :1q+[T/ @  
49nZWv48"_  
扩展阅读 7_.z3Km:  
 开始视频 Fo3[KW)8I  
-     光路图介绍 }Ga@bY6  
 该应用示例相关文件： Q
mOG2  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 lu`\6  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 I$\dT1m$  
m8rKH\FD}  
D5\$xdlJy  
QQ：2987619807 L^KGY<hp4