[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) m0(]%Kdw  
应用示例简述 0wlKBwf`J  
1. 系统细节 =iEQE  
 光源 U<"@@``+N  
— 高斯激光束 mO1r~-~AJ  
 组件 *53@%9 {u  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 )t#v55M  
— 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&O-i\  
 探测器 %l.5c Sn@  
— 视觉感知的仿真 btZ9JZvMx  
— 高帽，转换效率，信噪比 Qe6'W  
 建模/设计 F#S)))#  
— 场追迹： (aQNe{D#  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Qv`Lc]'  
0zCmU)ng  
2. 系统说明 5?{ytNCY  
=bwuLno>  
btV Tt5  
$afE= qC*  
3. 建模&设计结果 R3`h$`G  
]LE  
不同真实傅里叶透镜的结果： `YinhO:Z  
1m5=N
u  
sPod)w?e  
GqT0SP  
4. 总结 #XaTUT  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 MS~|F^g  
g=gWkN <  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 [|)Eyd[G  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 e~+VN4D&b>  
'. '}  
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。 BnL[C:|  
NGYUZ\m  
应用示例详细内容 2 u{"R  
_K#LOSMfj/  
系统参数 "B~ow{3  
PI5a'k0F  
1. 该应用实例的内容 }0 BKKU+  
P`$"B0B)  
@0mR_\u\  
zv%9?:  
g+xA0qW  
2. 仿真任务 L#|,_j=9  
x^J}]5{0  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 -S7y1 )7  
e_6-+l!f  
3. 参数：准直输入光源 dg?[gD8!4&  
}z$_=v  
3,QsB<9Is  
QS*!3?%  
4. 参数：SLM透射函数 aUBGp: (  
*u|bmt  
9~En;e  
5. 由理想系统到实际系统 .YT&V  
Rpi@^~aPE  
zh<[/'l  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 sUki|lP  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Jbmi[`O  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 YXdd=F  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 )<vU F]e~  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 @ z{E  
b&i0)/;  
0rjH`H]M  
6;:s N8M+1  
|K H&,  
应用示例详细内容 (eOzntp8  
vwlPFrLl  
仿真&结果 
G/w&yd4  
vuOixAkw  
1. VirtualLab中SLM的仿真 |Zn|?#F  
xux
j
 
 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)。 CfSpwkg  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 %s^2m"ca}=  
 为优化计算加入一个旋转平面 .sO.Y<-fl  
h]DS$WZ  
_aR_[  

ex-0@  
2. 参数：双凸球面透镜 ncGg@$E  
?_!} lg  
"wB~*,Ny  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 CPw=?<db  
 由于对称形状，前后焦距一致。 aMxg6\8  
 参数是对应波长532nm。 '\&t3?;  
 透镜材料N-BK7。 1236W+  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 sn4wd:b7%  
aBH!K   
g.&n X/  
{GTOHJ2  
4490l"  
(sXR@Ce$  
3. 结果：双凸球面透镜 (4hCT*  
Y6>@zznk  
 2]$ 7  
 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。 Jj_ t0"  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 fG+/p 0sJ?  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 lf<?k  
xXCSaBS~  
y)s+/Teb  
'_f]qNy  
"M)kV5v%  
4. 参数：优化球面透镜 pCE,l'Xa  
Y5 BWg  
GE2^v_  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 (iwZs:k-  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。
WSt&?+Y  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 V<ZohB?y  
 透镜材料同样为N-BK7。 cTU%=/gbc<  
XIgGE)n  
ku@sQn  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 %Km^_JM  
q0Hor  
HF2w?:  
Rh[%UNl  
5. 结果：优化的球面透镜 Zj(2
$9IU  
!9B`  
X9J&OQ  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 #- l1(m  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 7S +YQ$_  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 z1
-JoZ  
-^Pn4
y]A)  
*8ZaG]L  
j}uVT2ZE%  
6. 参数：非球面透镜 9Y6Ear .W  
_{eH" ,(  
F5hOKUjv  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 TA2?Ia;@xV  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 &!kD81?Mm  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 8&g`Uy/b  
&jg..R  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ([mC!d@a  
sQ4~oZZ  
i`FskEoijq  
0q@
U>#  
*dTI4k  
7. 结果：非球面透镜 cZ<@1I5QK  
4iDlBs+  
3NLC~CJ  
 生成期望的高帽光束形状。 1x"S^j   
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 %,Pwo{SH  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 k*?Axk#  
o 0-3[W'x<  
%, U
@ D4w  
Tlz $LI  
Y&G]M  
8. 总结 F$|Ec9  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 -naj.omG|  
F!LVyY"w  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 6r|BiHP  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 e>OYJd0s  
_&U5 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。 2I8RO\zR  
&!adW@y  
扩展阅读 0~)_/yx?S  
3U_,4qf  
扩展阅读 e5"?ol0  
 开始视频 ^:(:P9h  
-     光路图介绍 tn"n~;Bh?:  
 该应用示例相关文件： ",qcqG(  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 bG'"l qn  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 {<p-/|Z52  
'ot,6@~x>  
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QQ：2987619807 3BTXX0yx