[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) 3e[k9`  
应用示例简述 )P/~{Ci:T&  
1. 系统细节 *!EHs04  
 光源 +c'I7bBr  
— 高斯激光束 Tq6@ 1j6p  
 组件 F,5}3$  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 t5p#g<$  
— 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 k/xNqN(  
 探测器 6Hpj&Qm  
— 视觉感知的仿真 <RkJ7Z^  
— 高帽，转换效率，信噪比 `O=LQ m`  
 建模/设计 9/\=6vC|  
— 场追迹： avv/mEf-f  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ^q~.
5c|  
"jl`FAu)q  
2. 系统说明 H~qY7t  
BgG+  
r,Pu-bhF  
HLt;1:b  
3. 建模&设计结果 an?g'8! r:  
gtP;Qw'  
不同真实傅里叶透镜的结果： p4zV<qZ>e  
X?"Ro`S  
r(=3yd/G$  
"Zicac@N  
4. 总结 K[|d7e  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 

)2,\Y  
t#J #DyY5  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Y)4D$9:  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 (aH_K07  
)6zwprH!  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 ~Urj:l  
jZY9Lx8o  
应用示例详细内容 z
//6
yr  
-1u N Z{0  
系统参数 \E<)B#  
?+#E&F  
1. 该应用实例的内容 iN
s  
V/!8q`lYNJ  
.!t'&eV  
Vi>kK|\b  
7,"1%^tU  
2. 仿真任务 2\!.w^7'^T  
/SD2e@x{U  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 l>9ZAI\^  
c~Hq.K$d  
3. 参数：准直输入光源 QSy#k~  
Om2 )$(  
S
TB=#z  
#/1,Cv yj  
4. 参数：SLM透射函数 hpym!G  
SIRZ_lt$r  
CLD*\)QD\  
5. 由理想系统到实际系统 C31SXQ  
{B
yT,92  
f-6E>  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 jKu"Vi|j>  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 *Mqg_} 0Y  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ODM<$Yo:d  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 DI!l.w5P_  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 'u.`!w '|L  
!NYc!gYD  

'gE_xn7j  
{ lLUZM  
8DLMxG  
应用示例详细内容 T,gMc  
^IM;D)X&:  
仿真&结果 z{^XU"yB  
FUm-Fp  
1. VirtualLab中SLM的仿真 =N n0)l  
gzHjD-g-<  
 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)。 uBs[[9je(  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 <OW` )0UX  
 为优化计算加入一个旋转平面 Md[nlz  
d8 ve$X  
82Vxk  
Ybx4 Up@  
2. 参数：双凸球面透镜 KFCzf_P!  
)mZ`j.  
^yu^Du  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 7IZ(3B<87t  
 由于对称形状，前后焦距一致。 OY`G_=6!N  
 参数是对应波长532nm。 F1|4([-<]  
 透镜材料N-BK7。 JUU0Tx:`9)  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 -D.6@@%Kc}  
z/rN+  ,  
m.EWYO0XQ  
}kXF*cVg  
Q.6pmaXrb  
x_(B7ob  
3. 结果：双凸球面透镜 /5r[M=_ihr  
F=^vu7rf  
o~^hsm[44J  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 ]Wv\$JXI  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ~Cj+6CrT  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 <6n(a)L1  
} "y{d@  
s bW`  
iQin|$F_O  
+5)
;"71  
4. 参数：优化球面透镜 59T:{d;~  
t_@%4Wn!1L  
 D
[]vJ  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。
|n67!1  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 >48zRi\N  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 O2Rv^la  
 透镜材料同样为N-BK7。 }[l`R{d5q>  
t]"3vE>  
lgA9p 4-  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 d:=5y)  
T92k"fBY  
aCFO]  
iu&'v  
5. 结果：优化的球面透镜 't^OIil  
@oug^]a  
](-:l6  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 PGu6hV{  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 M.!U;U<?  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 kV6T#RVob  
Scs \nF2  
M_UhFY='  
i+T$&$b  
6. 参数：非球面透镜 S1;#58  
{o5E#<)  
i v&:X3iB  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Q6kkMLh  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 !1)lGjMW  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 x"5/1b3aq  
Bk>Ch#`Bw  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 `gD'q5.z;3  
4wMKl6mL  
Qy5\qW'  
do7 [Nj  
*#+XfOtF  
7. 结果：非球面透镜 Iz!Blk  
N 0&h5  
 R.*KaCA  
 生成期望的高帽光束形状。 u0#q)L8  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 l)HF4#Bs  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 _)zSjFX9  
eB<R@a|?S  
X@5!I+u\L  
5A Vo#}&\  
AAxY{Z-4  
8. 总结 S;MS,R  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 -?&wD["y  
b,$H!V*  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 [F*t2 -ta  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ke
2'?,f  
ePa1 @
dI  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 "<t/*$
42  
uf^"Y3  
扩展阅读 t+W+f  
8 POrD8B  
扩展阅读 }.$oZo9J  
 开始视频 wH
3FCfvm  
-     光路图介绍 a7)q^;:O  
 该应用示例相关文件： Ma:xxsH.  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Gnr]qxL  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 mBhG"0:  
ABSAle  
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QQ：2987619807 Gyw@+
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