[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) $Bl51VjN  
应用示例简述 vw(ecs^C  
1. 系统细节 aR('u:@jHi  
 光源 ^FBu|eAkE  
— 高斯激光束 &=$f\O1Ty  
 组件 W[ W)q%[)  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 " zD9R4\X.  
— 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 @G=7A;-pv0  
 探测器 N5ZOpRH{  
— 视觉感知的仿真 _>kc:  
— 高帽，转换效率，信噪比 5|N`:h'9M  
 建模/设计 q5-i=lw  
— 场追迹： wvxz:~M  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 3o/f, }_  
VwZ~ntk  
2. 系统说明 ;' vkF  
D15-pz|Q  
B@0#*I Rm  
% XZ&(  
3. 建模&设计结果 ztX$kX:_m  
|9IOZ

>H9  
不同真实傅里叶透镜的结果： NCG;`B`i  
^B}m~qT  
%O"Whe  
ag47$9(  
4. 总结 t8h*SHD9  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 C58o="L3S  
uL1lB@G@  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 S7nx4c2xK~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ha=2isq  
yt5<J-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。 w4\ 3*  
eA-oqolY  
应用示例详细内容 FdzdoMY  

eL(<p]  
系统参数 H)gc"aRe;Y  
Z
AN~TG<n  
1. 该应用实例的内容 F`x_W;\  
n5.sx|bI?  
{cIk-nG-_  
h4|}BGO  
./Ek+p*96H  
2. 仿真任务 R#;xBBt8  
FjtS  
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。 :Hm'o}  
?2Z`xL9QT  
3. 参数：准直输入光源 Qg(;>ops  
6?KUS}nRS  
F!)[H["_  
d4\JM 65  
4. 参数：SLM透射函数 )?(Ux1:w)  
.<z7$lz\  

1v`|mU}i,  
5. 由理想系统到实际系统 l7^^MnkC  
u^{p'a'  
7I"~a<f0X`  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Y)5O %@Rl  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 NiW9/(;xB  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 iO?^y(phC  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ,&S0/j  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Sqb>aj  
n9={D  
KhB775  
3I~.'>Pd  
X5 or5v  
应用示例详细内容 UhS:tT]7  
md'wre3  
仿真&结果 : q%1Vi  
ut560,h~  
1. VirtualLab中SLM的仿真 .qZz'Eq[  
8&"Jlz |  
 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)。 =wDXlAQ  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 r/ g{j  
 为优化计算加入一个旋转平面 u$[8Zmgzz  
Wd)\r.pJ  
AmDOv4  
2!B|w8ar  
2. 参数：双凸球面透镜 M NwY   
[j'!+)>_  
S 4 17.n  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 <%uEWb)  
 由于对称形状，前后焦距一致。 JP6 Noia  
 参数是对应波长532nm。 wW\@^5  
 透镜材料N-BK7。 54>0Dv??H  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ]3Ia>i  
qQ3Q4R\  
\l/}` w  
FauASu,A  
-A w]b} #v  
rmkBp_i{|  
3. 结果：双凸球面透镜 ~<VxtcEBz  
Z@Q*An  
g&2g>]  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 Y3:HQ0w`|  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 BX[IW
P\%  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 _p0Yhju?  
Q?>r:vMi  
~210O5^  
@hg[v`~  
z[_Y
,I  
4. 参数：优化球面透镜 MjC<N[WO>N  
zu @|"f^`  
Ka(B&.  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ZXYyG`3+  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 CS~onf<xz  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ^lV}![do!  
 透镜材料同样为N-BK7。 # 2^H{7  
dR\yRC]I  
JX5/PCO  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3R%JmLM+R9  
\HzmhQb+m  
o;Z"I&  
A)
n_ST0  
5. 结果：优化的球面透镜 .cs x"JC  
"]]LQb$  
p )JR5z  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 #btf|\D  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 p!:oT1U  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 !|4]V}JQ  
+\_\53  
d"-I^|[OM  
7"'PfP4c  
6. 参数：非球面透镜 >Df;1:U  
zx\-He  
`H:`JBe=+[  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 8o|C43Q_  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ZJ2 MbV.6  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 VZcW 3/Y  
5Q8 H8!^  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,iao56`
E  
+jB;  
!zOj`lx  
[#@lsI  

X5.9~  
7. 结果：非球面透镜 ~Oq _lM  
c;q=$MO`  
rMIX{K)'f  
 生成期望的高帽光束形状。 l@GJcCufE  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 W3UxFs]$  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 -( p%+`  
V^Z5i]zT  
!~?/D  
C=&n1/  
hL/u5h%$  
8. 总结 =6ru%.8U,  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Ip7#${f5M  
IowXVdm@6  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 [5IbR9_  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 g!_#$az3  
1\@PrO35J  
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。 {c3FJ5:  
Gu$J;bXVj  
扩展阅读 tc`3-goX  
w`8H=Hf  
扩展阅读 7:LEf"vRZ  
 开始视频 MQw}R7  
-     光路图介绍 b6k_u9m^E  
 该应用示例相关文件： .>TG{>sH  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 FD E?O]^  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 `!N}u  
Q.Nw#r+m  

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QQ：2987619807 uZL,%pF3A