[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) pD }b$  
应用示例简述 xe9\5Gb}  
1. 系统细节 2`> (LH  
 光源 F"QJ)F  
— 高斯激光束 VV sE]7P ]  
 组件 h)aLq  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ;9q$eK%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 $.31<@T7  
 探测器 U ,!S1EiBs  
— 视觉感知的仿真 #4!f/dWJp  
— 高帽，转换效率，信噪比 lTVz'ys  
 建模/设计 mo,"3YW  
— 场追迹： )@] W=  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 #B q|^:nj  
er2;1TW3E  
2. 系统说明 b<[]z,  
?A~=.u@[d  
# %'%LY=  
AS0mMHJk  
3. 建模&设计结果 SR`A]EC(V  
r
rq7UJ;  
不同真实傅里叶透镜的结果： &Aym@G|k?  
AP8J28I  
>GzH_]  
-y[y.#o  
4. 总结 h
0)oQrY  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 o{ccO29H/  
]mjKF\  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 R/ x-$VJ  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 P ?96;  
2wgcVQ Awa  
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。 ,dFY]  
aC<fzUD;  
应用示例详细内容 vV*/"'>  
`6LVXDR  
系统参数 \`%#SmQF  
!!mGsgnW  
1. 该应用实例的内容 z6h/C{  
1^[]#N-Bu  
ey\(*Tu9  
QUF1_Sa  
^K 9jJS9K  
2. 仿真任务 Ye^xV,U@  
@&9<)1F  
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。 3M'Y'Szm  
IVeA[qA0  
3. 参数：准直输入光源 !\5)!B  
ZS@R?  
fSGaUBiq}  
Eh[NKgYL  
4. 参数：SLM透射函数 C\|HN=2eh  
};*&;GFe  
GkKoc v  
5. 由理想系统到实际系统 1KJ[&jS ]  
`qZ@eGZ z  
'lgS)m  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 |Z$)t%'  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 v{8r46Y~Z)  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 0 4oMgH>Vd  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 $]?M[sL\N7  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 t1G2A`  
s5X51#J#~  
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G4K(  
;@n/gU  
Kn2W{*wD  
应用示例详细内容 6*I=% H|  
(D\`:
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仿真&结果 5rJ7CfVq  
HLh]*tQG  
1. VirtualLab中SLM的仿真
AZ
-JaE  
W=,]#Z+M;  
 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)。 C4|79UG>s  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 j'UWgwB  
 为优化计算加入一个旋转平面 !{ORFd  
9v7}[`^  
pz.fZV  
$
tK/3  
2. 参数：双凸球面透镜 :r&4/sN}<  
c2d1'l]n  
ETfoL.d$(  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 xI~c~KC  
 由于对称形状，前后焦距一致。 |lVi* 4za%  
 参数是对应波长532nm。 |Lc.XxBkc  
 透镜材料N-BK7。 <_4'So>  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 $- GwNG  
Nxm '* -A  
_~!c%_  
% "ZC9uq?  
i\RB KF  
{65_k  
3. 结果：双凸球面透镜 a3:1`c/~\  
Vj[,o Vt$  
?jnbm'~S  
 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。 rP}0B/  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 U^OR\=G^  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 YRj"]= 5N  
3[%n@i4H|  
<"LA70Hkk  
@%6"xnb`  
|1/?>=dDm  
4. 参数：优化球面透镜 O{=@c96rl  
~B`H5#  
Lx3`.F\m
G  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 7#9fcfL  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 '^.3}N{Fo  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 "GAKi}y">v  
 透镜材料同样为N-BK7。 g<i>25
2>  
i6E~]&~.v  
1xU)nXXb  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 4o( Q+6m  
vz)zl2F5sY  
7nbaR~ZV  
(KT+7j0^  
5. 结果：优化的球面透镜 P)UpUMt;k  
'Y>@t6E4  
ABhQ7 x
|  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 GUsJF;
;V  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 zHvW@A'F  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 /ASpAl[J  
(}CA?/  
,v(ikPzd  
49 1 1  
6. 参数：非球面透镜 ,uS}wJAX  
kT&GsR/  
2Vg+Aly4D  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 r6}-EYq=  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 E}|IU Pm  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 R"e533  
R%;dt<Dh
 
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ]#J-itO
  
mB*;>   

f_> lz  
\2)~dV:6+  
_Ns_$_  
7. 结果：非球面透镜 AJt4I W@  
ks<+gL{K|i  
=OooTZb:x-  
 生成期望的高帽光束形状。 f >\~h,SLL  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 1zY"Uxp  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 79ZYRm2;  
_(:bGI'.m  
lf2(h4[1R  
-2y>X`1Y  
Yfx'7gj  
8. 总结 [u/Wh+  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ~0
1Fp;L/  
o1u?H4z  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 lhJZPnx~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 DX8pd5U  
);ZxKGjc4  
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。 6ieP` bct  
UQ+!P<>w   
扩展阅读 oF(|NS^  
E%\Ohs7  
扩展阅读 rFYw6&;vOi  
 开始视频 AJ85[~(lX  
-     光路图介绍 %
ZJ;>a#  
 该应用示例相关文件： gJu
A*^  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 <qCfw>%2F  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 &e1(|qax  
0uf)6(f  
~Z x_"  
QQ：2987619807 1WLaJ%Fv