[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) X (0`"rjg  
应用示例简述 i#RT4}l"a  
1. 系统细节 U`-]U2"  
 光源 ivi,/~L  
— 高斯激光束 7^3a296  
 组件 <-3_tu>l  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 5|pPzEA>  
— 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 ~Wox"h}(  
 探测器 REaU=-m-  
— 视觉感知的仿真 *It`<F|  
— 高帽，转换效率，信噪比 |Qa[N(  
 建模/设计 4|EV`t}EV  
— 场追迹： BPH-g\q  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 p^yuz (  
lZI?k=rWv  
2. 系统说明 QsN%a>t  
kM>Bk\  
$
7~T+fmF  
FkS$x'~2$  
3. 建模&设计结果 hh$V[/iK  
F6vN{FI  
不同真实傅里叶透镜的结果： ujt0?DM  
Te:
4z@?  
l
JR  
#K[UqJ+x  
4. 总结 vp#AD9h1  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 6')pM&`t  
FK2* O  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 |hlc#t?  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 (8$; 4q[!  
7H~J?_  
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。  Q9!T@
 
9|}u"jJB%E  
应用示例详细内容 FU~xKNr  
$^ wqoW%t  
系统参数 @+,J^[ y  
K:osfd  
1. 该应用实例的内容 Xc!0'P0T  
!MNnau%O  
f=f8)+5  
tt=JvI9>  
]3%( '8/  
2. 仿真任务 &YU; K&  
2(<2Gnpl  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 e{*-_j"I  
AxbQN.E  
3. 参数：准直输入光源 Yr\pgK,  
.*3.47O  
3b#eB  
-F+ )N$CW  
4. 参数：SLM透射函数 2D"n#O`y  
^)|!nd  
tcm?qro)  
5. 由理想系统到实际系统 4~bbng  
AD** 4E  
\bc ob8u  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 LxcC5/@\~(  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ecZT|X4u  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 [#}0)  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 6hW ~Q  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Xqz\%&G  
feI%QnK)U  
[i&EUvo  
Ui^~A  
wd 4]Z0;  
应用示例详细内容 rQuozbBb  
f<$>?o&y  
仿真&结果 I 19 
/  
;E!(W=]*F  
1. VirtualLab中SLM的仿真 !P_8D*
^9  
L355uaj  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 3 W%Bsqn  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 \E!a=cL!  
 为优化计算加入一个旋转平面 'UW(0 PXw  
5f` a7R  
,bLHkBK  
]+!{^h$  
2. 参数：双凸球面透镜 h W<fu  
x3`b5^  
MHm=X8eg  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 f4h|Nn%;  
 由于对称形状，前后焦距一致。 FK^JCs^  
 参数是对应波长532nm。 aLWNqe&1  
 透镜材料N-BK7。 N 9.$--X}D  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 rmzM}T\20  
fW'@+<b  
GW29Rj1  
~)ecQ  
{D6E@a  
vLc7RL  
3. 结果：双凸球面透镜
v}Gpw6  
HkP')= sa  
6c?;-5.  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 @jKiE%OP  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 YV6@SXy  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。  L$Uy  
&V$qIvN$  
ptCFW_UV  
Qh0tU<jG  
|SO?UIWp  
4. 参数：优化球面透镜 N`G* h^YQ  
&8##)tS(y  
pZYcCc>6&  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 tiTJ.uz6  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 M<AjtDF%  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 j/oM^IY  
 透镜材料同样为N-BK7。 7M|!
N_ $  
3k#?E]'  
*tWZ.I<<  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ^tw\F7  
udEJo~u  
/|kR=
~  
="k9 y  
5. 结果：优化的球面透镜 (O$PJLI  
P ,%IZ.  
@y|ZXPC#  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。  ]\qbe  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 g}cb>'=={  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 JTw< 4]  
0`LR!X  
8RA]h?$$J  
vxey$Ir  
6. 参数：非球面透镜 MHuQGc"e+4  
yFD3:;}  
\),DW)  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 sDylSYq  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 s_/a1o  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 I3ZlKI  
r I-A)b4  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 5i<E AKL  
pG|+\k/B  
h^H~q<R[T  
3:S>MFRn.3  
2"'<Yk9  
7. 结果：非球面透镜 d*Wg>8|  
&D/@H1fBe  
2j*+^&M/  
 生成期望的高帽光束形状。 w%3R[Kdzk  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Pl>BTo>p'  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 K5h2 ~  
Q^B !^_M  
d,hKy2
 
;$VQRXq  
\8KAK3i'  
8. 总结 l{2Y[&%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 +K@wh  
2b[R^O}   
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 8Hdm(>  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 vFz#A/1  
&e-MOM2&  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 }#b[@3/T  
gsSUmf1  
扩展阅读 aw3 oG?3I  
=vpXYj  
扩展阅读 N084k}io  
 开始视频 :vsF4  
-     光路图介绍 oZ/z{`  
 该应用示例相关文件： 0m,3''Q5lO  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 -;i vBR  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 h&k*i  
;RElG>#$  
7V="/0a  
QQ：2987619807 Q
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