[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) ~=wCwA|1  
应用示例简述 jV/CQM5a+  
1. 系统细节 Pa^A$fy\  
 光源 enTW0U}  
— 高斯激光束 O Lc}_  
 组件 DS2)@  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 oR~e#<$;  
— 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 Ln.ZVMZ;  
 探测器 KZbR3mi,  
— 视觉感知的仿真 -L3|&O_  
— 高帽，转换效率，信噪比 XG@`ZJhU6  
 建模/设计 "0EA;S8$8  
— 场追迹： ;oNhEB:F  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 v6GsoQmA   
~RBrSu)  
2. 系统说明 r{sebE\ ;  
1 Vy,&[c~"  
3:5DL!Sm8J  
y#<MVH  
3. 建模&设计结果 /_\#zC[  
P0i V<T4^  
不同真实傅里叶透镜的结果： ZCVl5R(mZ  
SMf+qiM-E  
O3N_\B:  
,SScf98,j  
4. 总结 +y#T?!jQYj  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 I<=Df5M  
i1oKrRv  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 #g5^SR|qE  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 MqKye8h9f  
C*I(|.i@
 
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。 q+a.G2S  
kLS(w??T  
应用示例详细内容 e#/kNHl  
_}mK!_`  
系统参数 8z<r.joxC  
ue8qIZH  
1. 该应用实例的内容 =3 +
l
 
m~],nl  
.1QgK  
#)`A7 $/,  
=/+#PVO  
2. 仿真任务 ~"!a9GZ  
]Y.deVw3i  
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。 d'l$$%zJ  
BwJuYH7QJ$  
3. 参数：准直输入光源 y_}SK6{  
M8@_Uj  
bO<0qM~  
!]S=z^"<  
4. 参数：SLM透射函数 S*)o)34U  
i_F$&?)  
hxC!+ArVe  
5. 由理想系统到实际系统 qUf)j\7"Fn  
|*,jU;NI  
qd!#t]  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 {$^SP7qV#>  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 6U,fz#<,}  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 m&R"2t_Z  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ., :uZyG  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ewB!IJxh  
WA LGIW  
+#]|)VZ  

[}3cDR  
~4)Y#IxL  
应用示例详细内容 i~&c|  
^p_u.P  
仿真&结果 K@@9:T$  
G5{Ot>;*%  
1. VirtualLab中SLM的仿真 2W3W/> 2h  
y,<$X.>QO|  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 &.*uc|{  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ZM~`Gd9K0E  
 为优化计算加入一个旋转平面 9B)lGLL}q  
5a(<%Q <"  
#@Ujx_F  
eO{@@?/y  
2. 参数：双凸球面透镜 KtTza5aF  
64D%_8#m  
F@hYA  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 IMad$AKc  
 由于对称形状，前后焦距一致。 fQQ|gwVki  
 参数是对应波长532nm。 ):bu;3E  
 透镜材料N-BK7。 wO"GtVd  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ';/84j-3F  
lIuXo3  
{(\(m/!Z  
KtMbze  
BVAr&cu  
va>"#;37  
3. 结果：双凸球面透镜 P/`m3aSzX.  
c `ud;lI  
fqX~xp  
 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。 &9@gm--b:  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 a hwy_\  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 8{@`kyy|  
Wo2v5-  
}Eb]9c\  
V{FE[v_  
ixzTJ]yu  
4. 参数：优化球面透镜 |>@-grs  
!Y|8z\Q  
d|3o
/@k  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ;24'f-Eri  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 $vqU|]J`  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 >3+FZ@.iT  
 透镜材料同样为N-BK7。 QxA0I+i  
'&)D>@g  
= uk`pj  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 !Z-9tYO  
55,=[  
X [!X>w&z|  
W'V@  
5. 结果：优化的球面透镜 7y;u} 1  
WzlS^bZ  
K@*rVor{  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 XW^8A77H  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 S{ey@X(  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 qf)C%3gXI  
gjQ=8&i  
363cuRP  
6I5o2i  
6. 参数：非球面透镜 /_HwifRQ  
/4^G34  
;n` $+g:>  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 }R`Irxv4  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 w'|&5cS  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 K
c-Y  
ZXh~79  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 l3BD <PB2S  
|@+8]dy:l  
Ou? r {$(b  
6{ C Fe|XN  
0Ux<16#  
7. 结果：非球面透镜 U|9U(il  
6TY){Pw  
)F
+nSV;  
 生成期望的高帽光束形状。 ,7t3>9-M"  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 ,zG<7~m  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Q5hb0O%a  
Ew>~a8!Fq  
_IC
,9bbg  
([[)Ub$U  
!8we8)7  
8. 总结 xcw%RUC-  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ZU)BJ!L,s  
>6XDX=JVI  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 9jqO/_7R+  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 W0C{~|e  
k?o^5@b/  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 y#&$f  
mMV2h|W   
扩展阅读 DgC3> yL  
]NbX`'  
扩展阅读 E]\D>[0O  
 开始视频 4}+xeGA$  
-     光路图介绍 `i=JjgG@  
 该应用示例相关文件： Z+r%_|kZ  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 bd,Uz%o_  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ,Y$F
7&  
,tcP=fdk]  
7WgIhQ~  
QQ：2987619807 ]cn/(U
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