[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) ?m`R%>X"  
应用示例简述 F&-5&'6G+  
1. 系统细节 >V3W>5X  
 光源 ZD iW72&Q  
— 高斯激光束 #{.pQi})  
 组件 ^?JEyY  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 bkJn}Al;  
— 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>9'5Lt  
 探测器 t%ou1&SO  
— 视觉感知的仿真 >0[qi1  
— 高帽，转换效率，信噪比 GIJV;7~  
 建模/设计 bi,rMgW  
— 场追迹：
5LnB]dW  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Zm?G'06  
uBV^nUjS"m  
2. 系统说明 9QO!vx  
~W5>;6f\  
3RG/X  
,5%aP%  
3. 建模&设计结果 U*c{:K-C  
=t <:zLe  
不同真实傅里叶透镜的结果： V_ avaE  
Q|zE@nLS  
xNkwTDN5  
sP=2NqU3Q  
4. 总结 :zS>^RE  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Ji)a%j1V9  
A_8`YN"Xk  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 (W{rv6cq  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 +$Ddd`J'  
RJ7/I/yD|  
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。 U{.+*e18  
=!Baz&#}  
应用示例详细内容 ACMpm~C8Gu  
QB oZCLv  
系统参数 mw%[qeLV  
@/Wty@PU  
1. 该应用实例的内容 C=pPI
  
8
*Nt&`@  
(&a3v  
kKI!B`j=  
h1D~AgZOVj  
2. 仿真任务 J,&`iL-  
Vf\?^h(tP  
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。 '44nk(hM69  
3IRRFIiO  
3. 参数：准直输入光源 e`gGzyM  
!SD [6Z.R  
S|Ij q3  
y}H*p  
4. 参数：SLM透射函数 _mq*j^u,j  
S{r)/~/  
71.:p,Z@z  
5. 由理想系统到实际系统 :pV("tHE  
PxCl]~v  
f T+n-B  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 McMK|_H  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 D2wgSr
Y  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 D;#Yn M3  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ]$`s}BN  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 IbNTdg]/F`  
1rzq$,O  
."#jN><t  
:4L5@>b-  
:Y)kKq d  
应用示例详细内容 7 +W?Qo  
/x"pj3  
仿真&结果 Y=wP3q  
gQcr'[[a  
1. VirtualLab中SLM的仿真 (nP*  
m3v*,~  
 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)。 < c4RmnA  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 U"R.!=v  
 为优化计算加入一个旋转平面 E0?\DvA  
h ?qYy$  
g)G7 kB/<p  
jU9zCMyNF  
2. 参数：双凸球面透镜 Q; /!oA_  
Wg;TXs/  
f"=4,  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 QCY{D@7T  
 由于对称形状，前后焦距一致。 .$x[!fuuR&  
 参数是对应波长532nm。 JSZj0_B  
 透镜材料N-BK7。 01d26`G$i~  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 rp[oH=&  
4lKbw4[a  
{<{G 1y~  
;s/b_RN  
8`*9jr  
";Xb
r;N  
3. 结果：双凸球面透镜 +(k)1kCMn  
)p_LkX(  
D/6@bcCSY  
 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。 S2GBX1  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 7G=P|T\  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 8gKR<X.G  
u2\qg;dP  
g~sNY|%  
g~["O!K3  
e/#&5ISk  
4. 参数：优化球面透镜 EG8R*Cm,}  
7[<sl35  
FG36,6N%2j  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 e.YchGTQ  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 #CP, \G  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 vo<#sa^,j  
 透镜材料同样为N-BK7。 uU!i`8  
ovoI~k'  
a7d
-  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 E4@fP]R+  
;p"XCLHl  
bh"v{V`=0  
[hj'Yg8{  
5. 结果：优化的球面透镜 -6Si  
~u&O  
Q&'Nr3H#tZ  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 F+9`G[  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 0P/LW|16  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 KgAX0dM  
~{!!=@6  
ur[bh  
}4MG114j  
6. 参数：非球面透镜 bUB6B  
x=+I8Q4:  
?qW|k6{O  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 .7rsbZzs  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 #,{v Js~  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Ri0+nJ6  
gbZX'D  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 vt=S0X^$yc  
:6iq{XV^  
Rp9iX~A`e  
FMr$cKvE]W  
X0=-{<W  
7. 结果：非球面透镜 ^Wz{su2  
%6:2cR  
8rNxd=!  
 生成期望的高帽光束形状。 IT33E%G  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 y>18)8  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 !]T|=yw  
<v^.FxId  
`<Nc Y*  
@"2-tn@q_  
HWZ*Htr  
8. 总结 htlWC>*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ^i7a2< z  
Q{kuB+s  
 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 +vcBuX  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 UG$i5PV%i  
YI+|6s[  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 IrM3Uh  
,%<77LE  
扩展阅读 /UAj]U  
0CYI,V  
扩展阅读 %"V,V3kw4  
 开始视频 a$A S?`L  
-     光路图介绍 jqmP^ZS  
 该应用示例相关文件： ]7@Dqd-/S  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 >8- `  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 H^0KNMf(  
v4^VYi,.-  
~C+T|  
QQ：2987619807 tO
$M[P=b