[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) V=3b&TkE  
应用示例简述 aw>#P   
1. 系统细节 %&bY]w  
 光源 3G4-^hY<  
— 高斯激光束 TD_Oo-+\  
 组件 V(*
(F7+  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 93hxSRw  
— 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 #`s"WnP9'!  
 探测器 \73ch  
— 视觉感知的仿真 }(u ol  
— 高帽，转换效率，信噪比 > Nr#O  
 建模/设计 ^<AwG=  
— 场追迹： x,Vr=FB  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 |wj?ed$ f  
6W UrQFK  
2. 系统说明 =tY T8Q;al  
QmIBaMI#  
3;Fhg!ZO  
#_lDss  
3. 建模&设计结果 {(}By/_  
3R VR  
不同真实傅里叶透镜的结果： ehY5!D1Q  
t#"Grk8Mz&  
HpnWoDM  
KK &?gTa  
4. 总结 qIqM{#' ^  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 40 0#v|b  
NaCy@  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 n'w.; q  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 SX-iAS[<  
W@!S%Y9  
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。 @s^-.z  
L8 @1THY  
应用示例详细内容 wlmRe`R  
$,'*f?d  
系统参数 POR\e|hRT]  
*/DO ex"y  
1. 该应用实例的内容 gPc=2  
>lM l  
c[Zje7 @  
{[>Kob1  
2GStN74Xr  
2. 仿真任务 y*h<MQ  
WMP,\=6k0  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 <rSF*  
RCLeA=/N@0  
3. 参数：准直输入光源 Xb,3Dvf  
p
Y$Q  
}4S6Xe  
76` .Y  
4. 参数：SLM透射函数 dAe')N:KPI  
!5?<% *  
^/=KK:n~  
5. 由理想系统到实际系统 6\S~P/PkE  
&YeA:i?  
W+1^4::+  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 3DG_QVg^v  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 /|#fejPh  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 f:P}*^ Gw  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 5nVt[Puw  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 /JU.?M35  
r/*D:x|yN  
?b5^  
sFTy(A/  
{cw /!B  
应用示例详细内容 EAby?51+  
EDs\,f}  
仿真&结果 _n\GNUA  
?@ $r  
1. VirtualLab中SLM的仿真 hwNf~3eJk  
Q.c\/&  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 N$:8,9.z  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 B^jc3 VsR  
 为优化计算加入一个旋转平面 k+l b@!  
b*Q&CL  
mU9kVx1+  
%GIr&V4|  
2. 参数：双凸球面透镜 lCHO;7YHX  
63x?MY6  
u,Kly<0j  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 &XU
iKnNW  
 由于对称形状，前后焦距一致。 qA5r  
 参数是对应波长532nm。 Ef13Q]9|  
 透镜材料N-BK7。 K)k<Rh[<  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 TrR8?-  
(0kK_k'T  
2jCfT>`3  
gr-OHeid  
d4z/5Oa  
d9|<@A  
3. 结果：双凸球面透镜 {U !g.rh  
Tc3yS(aq  
)IZ~G\Ra'  
 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。 LvYB7<zk>  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 4tmAzD  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ^@NU}S):yN  
V,N%;iB}  
! #2{hQRu  
!brf(-sr)  
jsi!fx2Rm  
4. 参数：优化球面透镜 EI^C{$Y  
r1RM  
kX2rp?{  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 >Wg hn:^  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 <dhM\^[  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 O463I.XAP  
 透镜材料同样为N-BK7。 Jo23P.#<  
R@k&SlL'`  
Qv/=&_6  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3I-MdApT  
Al
w3\_X  
[Hh9a;.*}h  
T0rGM  
5. 结果：优化的球面透镜 mUF,@>o  
n^6j9FQ7  
'Ne@e)s9  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 fkNbS  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 (qulwOt~w  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 dL )<% o  
vTw>JNVI  
t |A-9^t'!  
Wbq
WG^W  
6. 参数：非球面透镜 y;@:ulv[  
m5Di=8  
A '];`  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 pr UM-u8  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 >[=^_8M  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 6ar   
w!clI8v/  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 zu|\fP  
9o:Lz5
o  
$aXer:  
]1pIj i[  
`XEr(e9  
7. 结果：非球面透镜 >>fH{/l  
><HE;cVg?  
AoL2@C.C%D  
 生成期望的高帽光束形状。 >_ 2dvg=U  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 :@A9](gI  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ?]Xpi3k  
naznayy  
]G< Vg5  
G<rHkt@[  
WKa~[j|-K  
8. 总结 xLH)P<^`C  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Jcm&RI"{  
2{G:=U  
 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,)%?<!I  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 O2dW6bt  
t"'7m^j  
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。 |02gupqqi  
GKc`xIQ  
扩展阅读 dP]\Jo=Yh  
H6 HVu |  
扩展阅读 I->Ss},U  
 开始视频 Cg?&wj<
 
-     光路图介绍 Ur=(.%@  
 该应用示例相关文件： RMWHN:9  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 p hzKm9  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Hm'=aff6A  
?[Q3q4  
M>ruKHipFE  
QQ：2987619807 G`BU=Fi