[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) \)PS&Y8n  
应用示例简述 6.4,Qae9E  
1. 系统细节 J1Y3>40  
 光源 yAc}4*;T/  
— 高斯激光束 ? oGmGKq  
 组件 Zn'y"@%t[  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 =`%%
*  
— 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 Vs[!WJ 7  
 探测器 ..^,*  
— 视觉感知的仿真 {c$%3iQq  
— 高帽，转换效率，信噪比 yM34GS=,J  
 建模/设计 2qkC{klC^M  
— 场追迹： &nZ.$UK<  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 fKT(.VNq5  
F[OBPPQ3  
2. 系统说明 |zL.PS  
?|Mmz@  
d_Vwjv&@/"  
Jh:-<xy)  
3. 建模&设计结果
]# T9v06w  
yc5n  
不同真实傅里叶透镜的结果： k07) g:_  
Lp*T=]C]  
Bf88f<Z  
}Mo9r4}  
4. 总结 73(T+6`  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 3B"rI  
.< vg[  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Fk(0q/b  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0QIocha  
HNuwq\w  
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。 |:r
/K  
.Na>BR\F  
应用示例详细内容 Ef`LBAfOO  
=3SL& :8  
系统参数 c[y=K)<Z  
-;`W"&`ss  
1. 该应用实例的内容 EShakV  
M*S5&x
pX  
C${TC+z  
B?%D  
V!<#
E)-?<  
2. 仿真任务 a@jP^VVk  
;W*$<~_  
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。 1aT$07G0  
8c|IGC  
3. 参数：准直输入光源 'Lw\nO.  
er#=xqUY  
BmJ?VJ}Y  
z*[Z:  
4. 参数：SLM透射函数 8Z!ea3kAT  
&L?Dogo  
A{o{o++  
5. 由理想系统到实际系统 09?<K)_G  
VV4_  
.eAC!R  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 e.GzGX  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 z,7^dlT  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 /YbL{G )j}  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 R)C+wTG;  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 YC_^jRB8n  
80EY7#r@w  
xVyUUzXs  
7. .vaq#  
D=>^m=?0  
应用示例详细内容 rh&onp O  
!q/lgpEi  
仿真&结果 Sv@p!-m  
w0!,1 Ry  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Mg$9'a"[\
 
.[fz x`  
 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)。 @;}H<&"  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 '5U$`Xe1  
 为优化计算加入一个旋转平面 i 8X
z  
rk|(BA  
{ NJ>[mKg  
ELF`uWGE  
2. 参数：双凸球面透镜 h.;CL#s  
N08n/u&cr,  
n;-r W;ZO  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 3{:<z4>{  
 由于对称形状，前后焦距一致。 &R*5;/ !  
 参数是对应波长532nm。 v|(b,J3  
 透镜材料N-BK7。 J*!:ar  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 TrU@mYnE  
\_AEuz3 F  
}~r6>7I  
dm=F:\C  
t} i97;  
5MY}(w  
3. 结果：双凸球面透镜 Jx$#GUl#j  
n qLAby_  
Z/= %J3f  
 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。 %Rep6=K*$  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 !u{"] T:  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 1D
LG]-j}  
S?7V "LF  
A1QI4.K  
ZoON5P>  
Kq 4<l  
4. 参数：优化球面透镜 f\);HJbg  
).}k6v[4)  
Y3$PQwn .P  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 fb"J Bc}X  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 *V6QBe  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 noh|/sPMD  
 透镜材料同样为N-BK7。 3Wb2p'V7$?  
Z-t}6c'Kg  
60,-\h  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 } }f_  
#K#Mv/  
N$%61GiulT  
|rxKCzjm  
5. 结果：优化的球面透镜 4aN+}TkH@G  
VZ2.w4b  
hg&w=l  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 R5K-KSvW  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 oE!hF}O  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 i$[,-4v  
z[qdmx^  
rkfQr9Vc  
L2CW'Hd  
6. 参数：非球面透镜 {5QosC+o6Q  
'!
wPnYT@D  
O1?B{F/ e  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 (B>)2:T1  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 N<aB)</  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 [i(Cl}  
$yDW.pt  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 0W~.WkD  
/rIm7FW)  
b A)b`1lI  
jOBY&W0r  
*nYB o\@g  
7. 结果：非球面透镜 ?_VRfeztw  
$42Au2Jg  
[#7y[<.P  
 生成期望的高帽光束形状。 C
xJfrI_W  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 13ipaz  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 <9@&oN+T  
%S{o5txo  
}US7Nw  
oz%h)#;  
G3H#XK D  
8. 总结 5\VxXiy0  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 j: <t  
Ru)(dvk
}S  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "VV914*z  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 w'd.;  
q;p.wEbr4U  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 BpH|/7  
w]n4KR4  
扩展阅读 f](I.lm:  
9QX4R<"wUg  
扩展阅读 #De(*&y2  
 开始视频 pNuqT*  
-     光路图介绍 . /Y&\<  
 该应用示例相关文件： w.tW=z5  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 r9?o$=T  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 XHy?  
7 xUE,)?  
(JWv *p  
QQ：2987619807 t{~
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