[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) "C
s36k  
应用示例简述 z, n[}Q#u  
1. 系统细节 w1eFm:'  
 光源 ;*0?C'h=  
— 高斯激光束 c:""&>Z  
 组件 BAtjYPX'w  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 [pInF Qh6  
— 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 8 #:k  
 探测器 ]'pL*&"X  
— 视觉感知的仿真 4eJR=h1  
— 高帽，转换效率，信噪比 5]n\E?V'L  
 建模/设计 M{4XNE]m  
— 场追迹： iUk#hL
LC  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Eihn%Esa  
}_5R9w]"  
2. 系统说明 cQm4q19  
D}Sww5ZmP  
w^U{e xo  
;; ;=)'o  
3. 建模&设计结果 '.k'*=cq0  
(>NZYPw^3  
不同真实傅里叶透镜的结果： ;a| ~YM2I  
bc3`x1)\^  
]sJC%/  
GP^.h kVs  
4. 总结 Kxg@(Q  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ~H1<8py\J  
W1EYVXN  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "p7nngn~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {`,)<R>}  
X-#&]^d  
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。 ESYF4-d+  
>Fs/Wet  
应用示例详细内容 </u=<^ire  
fP\q?X@]E  
系统参数 >H ?k0M`L  
%"eR0Lj+zq  
1. 该应用实例的内容 i1!1'T8  
} !y5hv!_  
} `5k^J$x  
Wky9wr:g  
?^W1WEBm  
2. 仿真任务 Z&U:KrFH  
AV7#,+p%G  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 imeE&  
!&9(D^  
3. 参数：准直输入光源 ]!&$&t8.  
%S'+x[4W  
I7~) q`  
b $JS|  
4. 参数：SLM透射函数 =*"8N-FU  
7eju%d  
gdA2u;q  
5. 由理想系统到实际系统 Ikw@B)0}  
8|)^m[c&  
_DH^ K9,9  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 n\3#69VY  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ,Gg;:)k\  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 -Ep#q&\  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 -z0;4O (K]  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Kk6=61}A  
&J
catI  
!ltq@8#_|  
T7^;!;i`X  
f&mi nBU  
应用示例详细内容 6-fv<Pn  
owQ,op#  
仿真&结果 XUA@f*  
6#!CBY^{  
1. VirtualLab中SLM的仿真  dC{dw^  
?-vWNv  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 G(TFv\`vH  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Dzf\m>H[  
 为优化计算加入一个旋转平面 Dws) 4hH  
66,(yxg  
UaF~[toX  
Z$JJ0X  
2. 参数：双凸球面透镜 9K/EteS
 
t`+A;%=K]  
?'z/S5&j  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 V<W;[#"  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ws+'*7  
 参数是对应波长532nm。 lz~^*\ F  
 透镜材料N-BK7。 4,z|hY_*t  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 gS5MoW1  
)q-NE)  
XPO-u]<W  
]}XDDPbZ}  
~TEn +  
$R/@8qnP W  
3. 结果：双凸球面透镜 H3<tsK=:  
P:4"~]}  
5@m ,*n&[  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 U?le|tK  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ou<3}g  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 zR?R,k)m  
3ai[ r  
w\o6G7  
jJ$B^Y"4  
'E3T fM  
4. 参数：优化球面透镜 6/mz.,g2  
MmN{f~Kq9  
;v@
G  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 tfGs|x  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 V%r`v%ktF  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 WJhTU@'  
 透镜材料同样为N-BK7。 S3ooG14Ls  
@)6b  
k773h`;  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Vb`Vp(>AU  
,r
w4Lo  

Hyy b0c^=  
`xLsD}32  
5. 结果：优化的球面透镜 l5{60$g  
[g/D<g5O  
'Z4}O_5_  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 Wn(!6yid  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 5p[}<I{  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 0vm>*M*p
 
V2Vr7v=Y"  
KUUA>'=  
CW &z?Bra  
6. 参数：非球面透镜 a.Z@Z!*  
x950,`zy  
^el+ej/=  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 pXSShU#  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 UPuoIfuqI  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 3}fOb  
~V8z%s@  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 fZo#
:"{/K  
-+rzc&h  
RhE~-b[X  
(?r,pAc:  
0hemXvv1  
7. 结果：非球面透镜 p0@^1  
<giBL L!  
\~ D(ww  
 生成期望的高帽光束形状。 ZZT #V%Q=u  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 7y'uZAF  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 F}nwTras  
En
M  
@Dh2@2`>  
N y'\Q"Y]  
B}iEhWO6  
8. 总结 ]c/E7|0Q  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 YZg#H)w%  
WTfjn|a  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Q1,sjLO-a  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 7Z< ~{eD,  
:-1|dE)U  
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。 XIdh9)]^}  
,;`f* #  
扩展阅读 5?7AzJl>  
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扩展阅读 ~#pATPW@
(  
 开始视频 j7~FR{:j  
-     光路图介绍 gg/`{  
 该应用示例相关文件： !T`oHs  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 yH/A9L,Z  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 `6U!\D  
`L'g<VK;  

3_  
QQ：2987619807 3kn-tM