[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) e]:(.Wb- 9  
应用示例简述 \/Zo*/  
1. 系统细节 6LT.ng  
 光源 N_0B[!B]  
— 高斯激光束 gHWsKE
%  
 组件 P!&yYR\  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 e&<=+\ul  
— 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 [RDY(}P%  
 探测器 U'}[:h~)  
— 视觉感知的仿真 gb^'u  
— 高帽，转换效率，信噪比 qs (L2'7/  
 建模/设计 niPqzi  
— 场追迹： 6*tky;  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 }qhND-9#@  
?Bd6<F-G  
2. 系统说明 (.$e@k=  
cm>+f^4?n  
BL\H@D  
1HRcEzA  
3. 建模&设计结果 jyRz53  
mP +H C)2  
不同真实傅里叶透镜的结果：
T<0V ^B7  
Ee$F]NA  
A(JgAV1{  
#6 $WuIG  
4. 总结 2<_|1%C  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 }A<fCm7  
@`SlOKz!=  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 6s:  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 '"V]>)  
7C@m(oK  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 xI5zP? _v  
;'4Kg@/  
应用示例详细内容 pG$l   
wqt/0,\  
系统参数 jXyK[q&O&  
6#2E {uy;R  
1. 该应用实例的内容 H<3ayp$  
!$,e)89  
)5s-"o<  
"Qe2U(U
n  
>% E=l  
2. 仿真任务 t)l^$j!h@  
kE{-h'xADD  
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。 pxQh;w  
v<]$,V]  
3. 参数：准直输入光源 9+frxD&pO  
v-}D>)M^W  
ztaSIMZ  
aN"dk-eK  
4. 参数：SLM透射函数 =K6{AmG$  
IU rGJ#}O  
N8`q.;qewz  
5. 由理想系统到实际系统 X0]5I0YP  
7pZd?-6M^  
FzQ6UO~'  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 pIvr*UzY  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 (=QiXX1r  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 24d{ol)  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 2NWQiSz  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 od]1:8OF  
+(o]E3  
MZ<BCRB  
<ta#2  
[gE2;J0*  
应用示例详细内容 ,) 3Eog\-  
@t,Y<)U  
仿真&结果 7j
{63d`2  
x`zE#sD  
1. VirtualLab中SLM的仿真 [hKt4]R  
:.F;LF&  
 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)。 jH]?vpP  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 d/`d:g  
 为优化计算加入一个旋转平面 -ob1_0  
Xwk_QFv3  
p!p:LSk"/b  
~5wT
|d  
2. 参数：双凸球面透镜 P&9&/0r=_  
Gq;!g(  
iVf8M$!m  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 q-d#bKIf  
 由于对称形状，前后焦距一致。 qM0Df0$?x  
 参数是对应波长532nm。 JCZ5q9b  
 透镜材料N-BK7。 bxF'`^En  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 };nOG;  
5?C) v}w+  
Qon>[<]B  
iKe68kx  
%&S :W%qm?  
5$"IUq*  
3. 结果：双凸球面透镜 TWo.c _l  
WxF0LhM  
]ZM-c~nL  
 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。 9i/VvW  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 >iFi~)i_4y  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 =&v&qne9  
-!pg1w06  
jmh$6 N% F  
6Bn%7ZBv  
kU[#. y=%p  
4. 参数：优化球面透镜 J={IGA  
,L9ioYbp  
~YCZvJ  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 >r5s>A[YC  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 }C9P--  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 iP+3)  
 透镜材料同样为N-BK7。 ;\)N7SJ  
R7~#7qKQB  
J+=+0{}  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 dI$M9;  
m<| *  
56^#x  
?cD2EX%(  
5. 结果：优化的球面透镜 cuo'V*nWQ  
Jx4"~ 4  
kESnlmy@J  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 L&h90Az1W  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 4Q n5Mr@<  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 4]%v%64U  

-mAi7[omh  
*HXx;:  
{/PiX1mn  
6. 参数：非球面透镜 i4^1bd  
!_#2$J*s^D  
+LeM[XX  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Q=Y1kcTOn  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 &WAJ;7f  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 `u7"s'  
5t-dvYgU  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 M~t;&po  
qJf=f3  
{|ChwM\x  
qJPEq%'Q  
(n3MbVi3LU  
7. 结果：非球面透镜 j9]H~:g$d  
.cA'6J"Bm\  
47 *,  
 生成期望的高帽光束形状。 /$,~|X;&  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 =%+o4\N,  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Xj("  
bQ6<R4  
i#W0  
Ua=w;h  
vgvJ6$#  
8. 总结 |#_`aT"  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 T.kQ] h2ZG  
mhZ60RW  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 J_ S]jE{  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Y] "_}  
=& .KKr  
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。 SBynu  
HHU0Nku@ho  
扩展阅读 i`)h~V
|G  
?YTngIa  
扩展阅读 }"CX`  
 开始视频 BqA  
-     光路图介绍 E |BE(F;K  
 该应用示例相关文件： 6~_TXy/  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 pk,]yi,ZF  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Hp!c\z;  
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QQ：2987619807 H6I]GcZ$