[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) s%S  
应用示例简述 :h$$J lP  
1. 系统细节 eRYK3W  
 光源 ok[i<zl;'  
— 高斯激光束 j.Hf/vi`z  
 组件 d$RIS+V  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 w(/S?d  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 p?!/+  
 探测器 zda 3 ,U2o  
— 视觉感知的仿真 \G[$:nS  
— 高帽，转换效率，信噪比 =&]L00u.  
 建模/设计 @- xjfC\d  
— 场追迹： %4H%?4  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 !Ee:o"jG{  
x4 yR8n(  
2. 系统说明 r" y.KD^  
L#J1b!D&<6  
>
j/w@Fj  
NJ<F>3  
3. 建模&设计结果
o4X{L`m  
`Oa WGZ[  
不同真实傅里叶透镜的结果： $]d^-{|  
qna8|3
eP  
NOva'qk  
gJXaPJA{  
4. 总结 DI>s-7  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 29KiuP  
;`&kZi60Hz  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 \e;iT\=.(  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 <YY14p  
u_enqC3  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 w>gYx(8b  
a9gLg &  
应用示例详细内容 ]DcFySyv  
vzM^$V  
系统参数 C_Dn{  
wT@og|M  
1. 该应用实例的内容 pP_LR ks}  
Cye.gsCT  
6Oq7#3]  
)e{aN+  
5+vaE 2v  
2. 仿真任务 mt .sucT  
w<#!h6Y=  
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。 g#bRT*,L  
iTwm3V P  
3. 参数：准直输入光源 Y4-t7UlS;  
Y]>t[Lo%  
LoV<:|GTI  
;uJMG  
4. 参数：SLM透射函数 P0@,fd<  
V!
Uc(  
~$'awY  
5. 由理想系统到实际系统 By|4m  
Xvu(vA  
3`g^  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 *@5@,=d  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 <)9y{J}s:  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 6Mf0`K  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 1zv'.uu.,  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 4RO}<$Nx}  
i5Ggf"![  
la!~\wpa  
G{}VPcrbC  
"jZ-,P=  
应用示例详细内容 FrS]|=LJhX  
M3\AY30L  
仿真&结果 o-5TC  
b6bHTH0  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ';CNGv -  
Y2AJ+ |  
 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)。 [0!(xp^  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 %b$>qW\*&  
 为优化计算加入一个旋转平面 ZK,G v  
B#A6v0Ta  
|Cv!,]9:r  
K;?+8(H  
2. 参数：双凸球面透镜 e'~3oqSvR  
>MZ/|`[M  
yWK)vju"  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 (PLUF
T  
 由于对称形状，前后焦距一致。 6K^#?Bn;  
 参数是对应波长532nm。 wk^B"+Uhy  
 透镜材料N-BK7。 #a#F,ZT  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 {7[Ox<Ho  
BmT!aue  
sJZiI}Xc  
6nn*]|7  
3";q[&F9y  
Rcuz(yS8  
3. 结果：双凸球面透镜 "oyo#-5z  
5P2K5,o|n~  
6ujWNf  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 vM={V$D&  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 vx =&QavL  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 2?C)&  
]Wup/o  
c<~H(k'+c  
F59 TZI  
KNl$3
nX  
4. 参数：优化球面透镜 _`X:jj>  
+{]j]OP  
iZmcI;?u  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 >P(.:_^p  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 mFeP9MfJ  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 y_)FA"IkE  
 透镜材料同样为N-BK7。 kJU2C=m@e2  
%#+Hl0,Tt  
+`4A$#$+y  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 sOY:e/_F  
BT$_@%ea&  
@Qe0! (_=  
pH;%ELZ  
5. 结果：优化的球面透镜 %T[]zJ(  
ceA9){  
6)J#OKZ  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 [g,}gyeS(  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 \8tsDG(1 '  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 cQ|NJ_F{1  
!D6]J
PX  
iZ%yd-  
]:;&1h3'7  
6. 参数：非球面透镜 buC{r,  
x-c"%Z|  
:UdF  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ICCc./l|  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ~&O%N  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 rqq1TRg  
CTK;dM'uQ  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 k)u[0}  
sLFl!jX  
Ac6=(B  
& kIFcd@  
1M-pr 8:6s  
7. 结果：非球面透镜 9uY'E'm*  
$>gFf}#C  
rNM;ZPF#  
 生成期望的高帽光束形状。 a.'*G6~Qgw  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 QJNFA}*>  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 =41xkAMnk  
3T 9j@N77  
$e\M_hp*J  
<{pz<io)  
SuznN L=/$  
8. 总结 NI5``BwpO  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 $( )>g>%  
g0 [w-?f  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 _@g;8CA  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 @o
^Ww  
o K@"f9  
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。 67TwPvh  
4 :=]<sc,  
扩展阅读 p<2,=*2  
?upM>69{  
扩展阅读 hph4`{T  
 开始视频 \jA~9  
-     光路图介绍 ZuIefMiG~+  
 该应用示例相关文件： zX~MC?,W1  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 S'14hk<  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 X8|EHb<  
)+M0Y_r  
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QQ：2987619807 ':W[
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