[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) 3,@I` M  
应用示例简述 FFH9$>A  
1. 系统细节 E>j*m}b  
 光源 \;w+_<zE5{  
— 高斯激光束 hadGF%> O6  
 组件 'Ldlo+*|5  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 JzA`*X[  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 4}:a"1P"  
 探测器 eGrC0[SH  
— 视觉感知的仿真 (>
THN*i  
— 高帽，转换效率，信噪比 ;~Eb Q  
 建模/设计 V j\1HQ  
— 场追迹： ^c1%$@H  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ;<Dou7=  
:IFTiq5a;  
2. 系统说明 6Sh0%Fs  
n>F1G MX  
Las
4ux[_  
#4. S2m4  
3. 建模&设计结果 yM%,*VZ  
eW$G1h:  
不同真实傅里叶透镜的结果： (\ `knsE!  
YKwej@9,  
D*d@<&Bl4<  
i]{M G'tg  
4. 总结 jHPJk8@y  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 V\8vJ3.YV  
,bRvj8"M  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 FHVZ/ e  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 q^],K'  
g2b%.X4  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 pEIc?i*  
=T$-idx1l  
应用示例详细内容 ~c7}eTJd"  
%\?2W8Qv_J  
系统参数 4C2JyP
3  
<lh+mrXm  
1. 该应用实例的内容 ^\kv>WBE  
W/U&w.$  
* ";A~XNx  
f/G YDat  
*9}2Bmojv  
2. 仿真任务 #z{9:o7[-  
*h Ph01  
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。 I^'kt[P'FZ  
]qCAog  
3. 参数：准直输入光源 is`Eqcj`dr  
|,F/_   
W!g'*L/#L  
L-[<C/`;t  
4. 参数：SLM透射函数 kKnz F  
E<;C@B  
Ie>)U)/$  
5. 由理想系统到实际系统 N<ww&GXBX  
HXF5fs  
) 'x4#5]  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ^+cf  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ETe,RY  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 /7
X:=~m  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 'M2Jw8i  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 yjZxD[ Z  
B3u
v>\  
&G?b|Tb2  
dV#h~  
%\-u&  
应用示例详细内容 0hK)/!Y  
%76N$`{u  
仿真&结果 l=%v  
ipfiarT~)  
1. VirtualLab中SLM的仿真 'bj$ZM9  
hH8:7i  
 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)。 :i+Tf~k{  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ,6?L.L  
 为优化计算加入一个旋转平面 hp6S *d  
gl-O"%rMcL  
'VCF{0{H~  
hh`7b,+ 4  
2. 参数：双凸球面透镜 '~A~gK0  
,dK<2XP  
\M1-  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。
D]resk  
 由于对称形状，前后焦距一致。 qazM@  
 参数是对应波长532nm。 1QXv}36#3n  
 透镜材料N-BK7。 Yd:8iJA  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 u$d T^c
 
I?@9;0R  
=xFw4D9  
" cx\P,<  
bCHA!zO
 
EXUjdJs"  
3. 结果：双凸球面透镜 iqURlI);P  
ziCTvT  
d(zBd=;  
 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。 K1a$ m2  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 H\AJLk2E  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 GGsDR%U
 
WjtmV2b<7  
sEq_K#n{  
82Dw,Cn  
GL'zs8AKf  
4. 参数：优化球面透镜 _n(O?M&x  
hSE\RX 9  
77"'?  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 V~` ?J6  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 GZQy~Uk~  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 }$r/#F/Fn  
 透镜材料同样为N-BK7。 q-O=Em<*  
>p Y0f }  
@13vn x  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Nw'i;}0v7r  
DYkNP:+  
IG
Es1
  
vK z/-9im  
5. 结果：优化的球面透镜 8.bIP ju%v  
&=y)C/u  
8V@ /h6-e,  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 :hB/|H*=  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 <5 G+(vP  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 .^0@^%Wi  
5]
DgfwX  
ys|a ^VnN  
y}dop1zp  
6. 参数：非球面透镜 1>bG]l1//  
!=M[u+-  
fvgjqiT  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 1TeYA6 t  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Bfwa1#%?  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 xG i,\K\:  
raRb K8CQ  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9q;n@q:29  
;@xSJqT  
cXu"-/  
oZTKG'  
(;-< @~2  
7. 结果：非球面透镜 $ \0)~cy  
[A99
e`  
'B0= "7  
 生成期望的高帽光束形状。  K9h{sC  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 + >?"P^  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 L5 ~wX  
k_$:?$  
@*'$QD,  
[;yEG$)K  
7jP C{W  
8. 总结 $/sIdFZi  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 jA9&hbQuL  
iX,|;J|]  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 dV(61C0wn  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。
d*;wHA,}F  
R+Q..9P  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 AdV&w: ^yf  
4,kdP)Md$  
扩展阅读 AB92R/  
SJ4[n.tPI  
扩展阅读 &0A^_Z .nA  
 开始视频 w+c%Y\:  
-     光路图介绍 O3H dPQ  
 该应用示例相关文件： YmXh_bk  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 <2Q+? L{  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 NVqJN$z  
CsfGjqpf  
GSck^o2{  
QQ：2987619807 fHK`u'