[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) cclx$)X1X  
应用示例简述 (q59cAw~X  
1. 系统细节 \ty{KAc&  
 光源 UIi;&[  
— 高斯激光束 <3m_} =\  
 组件 #;)Oi9{9;  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 oa?bOm  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 6.ASLH3#  
 探测器 [ma'11?G  
— 视觉感知的仿真 NBwxN  
— 高帽，转换效率，信噪比 NGOc:>}k>  
 建模/设计 d`5xd@p  
— 场追迹： T ]hVO'z  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 g'ha7~w(p  
T@GT=1E)  
2. 系统说明 7#SXqyP[  
WUm83"  
W,9. z%  
eRKuy l  
3. 建模&设计结果 N_rz~$|@9  
RSC^R}a5  
不同真实傅里叶透镜的结果： {?!=~vp  
J]yUjnQ[h  
l=ehoyER  
"j;"\i0  
4. 总结 +F.{:  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 0+L:+S  
FNL[6.!PV  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 T2<?4^xN  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 IL;JdIa  
_y*@Hj  
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。 M!Q27wT8O  
I(tMw6C$:  
应用示例详细内容 @/FE!6 |O  
AiKja>Fl<  
系统参数 ^aYlu0Wm  
Ezsb'cUa(  
1. 该应用实例的内容 N4]QmRX/j  
_;L%? -2c  
un([3r  
7DZxrVw  
(8T36pt~  
2. 仿真任务 W^#
HR  
yw2Mr+9I  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 zGzeu)d  
dO]N&'P7  
3. 参数：准直输入光源 2[!#Xf  
w=Ai?u  
:0@R(ct;>  
ko<u0SjF)u  
4. 参数：SLM透射函数 KmS$CFsGL  
#gn{X!;-;  
=h5&:?X  
5. 由理想系统到实际系统 e.-+zkQ8EI  
[A~n=m5H  
" kp+1sG8  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 H4RqOI  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 *Z}^T:3iw}  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 j11FEE<W  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 LX f r  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 h,-2+}  
:&SvjJR  
^97u0K3$  
Ao?y2 [sE  
QAGR\~  
应用示例详细内容 w
avyREK  
3DjlX*  
仿真&结果 ByyvRc,v  
efzS]1Jpz  
1. VirtualLab中SLM的仿真 )M3}6^s]  

hA=.${uIO  
 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)。 ;ctPe[5  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 oZ]^zzoEcg  
 为优化计算加入一个旋转平面 78M%[7Cq<i  
{7d(B1[1  
VT ikLuH  
C2e.RTxc  
2. 参数：双凸球面透镜 9 +1}8"~  
Oq3aboAt  
7QSrC/e  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 I{nrOb1G(  
 由于对称形状，前后焦距一致。 .)(5F45Wg  
 参数是对应波长532nm。 hW<TP'Zm*  
 透镜材料N-BK7。 %Z
~0vwY  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 M
ZIZ"b  
r+%$0eB1^  
Mo'6<"x  
hl}iw_e  
(V(8E%<c  
\]Bwib%h  
3. 结果：双凸球面透镜 8kdJ;%^N  
\u4`6EYF?  
aU\R!Y$/"  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 a~*wZJ  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 q%S^3C&  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 kR0
/jEz C  
=|+%^)E  
,vDSY N6  
J;DTh ]z?:  
}1kZF{KD<[  
4. 参数：优化球面透镜 t~v_k\`{  
Ll$,"}0T  
D4OJin^}  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 5M v<8P~  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 qV{iUtYt  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 fphi['X  
 透镜材料同样为N-BK7。 ]]Fe:>  
q<XleC  
=w;~1i%.k  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Au10]b  
byJR6f  
|=u }1G?  
aN
5"[&  
5. 结果：优化的球面透镜 0<[g7BbR  
FZBdQhYF  
JZup} {a  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 vqhu%ZyP  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 <Z j>}
 
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 6DuA  
A$jf#,  
k0bDEz.X  
"}Oj N\  
6. 参数：非球面透镜 9,jFQb(),  
o_C]O"  
Lk lD^AJA  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。
 0`QF:  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 oiRrpS\T.  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 fB=j51Lw  
]KM3G  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 PfN[)s4F{R  
gP2<L5&Z,  
U|~I
JU3-  
yPoa04!{=  
9GgXX9K  
7. 结果：非球面透镜 P`L, eYc  
4?33t] "  
g[L}puN  
 生成期望的高帽光束形状。 @[v4[yq-  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Ex+E66bE  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 /5Tp)h
|  
8 3Tv-X  
a}g<<{  
[_-[S  
E?(
:9#02  
8. 总结 9P& \2/ {  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ('6sW/F*ab  
UO(?EELm  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。
J-ErG!  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 2O(= 2X  
@MxB d,P  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 ,zOv-pH  
}qg.Go  
扩展阅读 5ajd$t  
bScW<DZJ-  
扩展阅读 Ay|K>8z  
 开始视频 b[^|.>b  
-     光路图介绍 `zOn(6B;U  
 该应用示例相关文件： L=&dJpyfT  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ~\OZEEI  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 1T 8|>2m 3  
\ZtF,`Z  
'3]M1EP  
QQ：2987619807 9'0v]ar