[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) N85ZbmU~  
应用示例简述 "
ZL_  
1. 系统细节 [_`@V4  
 光源 ?zf3AZ9  
— 高斯激光束 Res4;C  
 组件 BSL+Gjj~}  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 -q(*)N5.2  
— 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 a)L|kux;l  
 探测器 X3][C  
— 视觉感知的仿真 +-T|ov<  
— 高帽，转换效率，信噪比 4];>
O  
 建模/设计 L F&!od9[  
— 场追迹： At'M? Q@v  
 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 VavP6I  
D< kf/hj  
2. 系统说明 2PSkLS&IM  
O`I}Lg]~q  
~
pHuh#>  
=q>lP+  
3. 建模&设计结果 "$P/ek  
E@6gTx*  
不同真实傅里叶透镜的结果： |)br-?2  
F8#MI G   
1]Cdfj6@  
D2J)qCK1)  
4. 总结 ysC
K_  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 o2;Eti  
QpA$='  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 {?q`9[Z  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 TRJTJM_k  
[e_<UF@A*  
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 tF  
@ 'c(q=K;  
应用示例详细内容 ;$8ptB.  
2 6 >9$S  
系统参数 gvPHB+#A  
(zxL!ZR<  
1. 该应用实例的内容 `GlOl-  
72
/ bC  
4"\x#  
O S#RCN*  
VbTX;?  
2. 仿真任务 .wUnN8crQ  
qu!x#OY+  
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。 /sn }Q-Zy2  
"kC
6G%  
3. 参数：准直输入光源 O3)B]!xL  
df {\O*6  
TtnJ u*  
j'Q0DF=GV  
4. 参数：SLM透射函数 y~Yv^'Epf  
s];0-65)  
>DbG )0|  
5. 由理想系统到实际系统 W7(5z  
$at\aJ  
& P%#  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 }D`ZWTjDay  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 .3jijc j  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 [z"oi'"fQ  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 r\}?HS06  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 2pvby`P4  
,7Ejb++/M,  
Yakrsi/jV}  
S6\E  I5S  
X\w["!B  
应用示例详细内容 u~VXe  
*3OlWnZ?  
仿真&结果 q2OF-.rE  
c<~DYe;;  
1. VirtualLab中SLM的仿真 eu8a<  
U>00B|<GJ  
 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)。 `c|H^*RC  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 |`kkmq  
 为优化计算加入一个旋转平面 I,05'edCQ  
WvoIh4]  
s<Nw)Ynw  
U3-MvI,Q  
2. 参数：双凸球面透镜 ?R4u>AHS@  
YXmy-o>  
$ %|b6Gr/&  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 '66nqJb*  
 由于对称形状，前后焦距一致。 t/%[U,m  
 参数是对应波长532nm。 U%Hcck'  
 透镜材料N-BK7。 XbeT x  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Fp"c {  
fZS'e{V  
H;@0L}Nu+}  
k^cnNx  
}6 u)wF5  
k2_y84;D  
3. 结果：双凸球面透镜 3q@H8%jcw  
69Z`mR  
:;hm^m]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。 R#?atL$(  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 0F6@aQ\y3  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ~BgYD)ov  
;9-J=@KY4  
BeD>y@ it  
DY/%|w*L  
0"N4WH O  
4. 参数：优化球面透镜 cG3tn&AXi  
h/y0Q~|/d  
tu@-+<*  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 #Aj#C>  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 a@9W'/?igk  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 C43I(.2g  
 透镜材料同样为N-BK7。 7Up-a^k^`  
J-azBi  
%U.x9UL  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 QW_v\GHx  
5p-vSWr!  
jROh3kq  
,6f6r  
5. 结果：优化的球面透镜 usu{1&g  
jaVx9FR+  
{A%&D^o)  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 0C"2?etMx  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 P!)F1U]!  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 n$>_2v  
C.H(aX)7  
}s#4m  
zxd<C
q>d  
6. 参数：非球面透镜 -- IewW  
4{ZVw/VP,-  

V1,~GpNx  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 xa !/.  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 =+<DNW@%  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 }XRfHQk  
:;LaV  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 .#K\u![@N  
N ;n55N  
.Rb1%1bdc  
D.a\O9q"&{  
41rS0QAM  
7. 结果：非球面透镜 bHTTxZ-%  
;L$l0(OO  
WS1Y maV  
 生成期望的高帽光束形状。 s(=@J?7As  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 dWo$5Bls<A  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 - s{&_]A~  
*Ct ^jU7  
Q(Pc  
A9Pq}3U  
wLg@BSC.  
8. 总结 Np.<&`p!  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Z^KWYe'w  
[?]p I  
 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+kh2L  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 9om}j
  
ws,VO*4  
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。 Gq?>Bi;`  
;H]]H!  
扩展阅读 [LbCG  
wc}4:~  
扩展阅读 Oek$f,J-  
 开始视频 )Q|sW+AF  
-     光路图介绍 Rp}Sm,w(  
 该应用示例相关文件： xP'"!d4^i  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Xcg+ SOB  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 &>ykkrY  
1nE`Wmo.2  
CzmB76zy.  
QQ：2987619807 TF,([p*