[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) P0l fK}  
应用示例简述 ys9:";X;}  
1. 系统细节 r1L@p[>  
 光源 U>2KjZB  
— 高斯激光束 0;bdwIP3
 
 组件 ;g0Q_F@;p  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 nn7LL+h  
— 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 zm&[K53  
 探测器 rl|'.~mc  
— 视觉感知的仿真 >v+1v  
— 高帽，转换效率，信噪比 46>rvy.r  
 建模/设计 # e?B  
— 场追迹： COh#/-`\1  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ET}Z>vU}+  
4z<c8 E8  
2. 系统说明 J&A1]T4d
 
{`!6w>w0  
KU|W85ye  
vB7Gx>BQd  
3. 建模&设计结果 /vSGmW-*  
#X-C~*|>j  
不同真实傅里叶透镜的结果： I3Vu/&8f|  
!Cr3>tA  
5#.m'a)  
h4`8C]  
4. 总结 5iA>Z!sP[  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 w;O-ATUzN  
6Z_V,LD9L  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 cGV%=N^BE<  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Nf]?hfJ  
(<Cq_Kw  
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。 $g>bp<9v4  
t%qep|  
应用示例详细内容 v9f+ {Y%-  
H$I~Vz[\yb  
系统参数 VIAq$iu7  
kLgkUck8]  
1. 该应用实例的内容 #*iUZo  
r&LZH.$oh  
4/(#masIL  
hz:7W8  
'zUV(K?2]  
2. 仿真任务 m9[ 7"I  
/b,>fK^  
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。 </25J((  
'4'Z  
3. 参数：准直输入光源 :rb;*nY!  
9lq5\ tL-  
1 uU$V =  
M(C">L]8  
4. 参数：SLM透射函数 "1a;);S=*)  
!<];N0nt#  
tD.#*.7  
5. 由理想系统到实际系统 ("a@V8M`$F  
?'k_K:_  
YoKE=ln7  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 r?DCR\Jq  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Vlx.C~WYn  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 d|R-K7 ~~  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 cSPQ NYU:  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 89M'klZ   
if&bp ,  
z6`0Uv~  
Htgo=7!?\3  
dXTD8 )&  
应用示例详细内容 UwUHB~<oE  
()aCE^C  
仿真&结果 wNmpUO ?  
?s2-iuMPd  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ~v8X>XDL?T  
`NtW+v  
 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)。 5t%8y!s  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Ck/44Wfej  
 为优化计算加入一个旋转平面 .))g]CH  
Ey7zb#/<!  
D9+qT<ojN  
/l<(i+0  
2. 参数：双凸球面透镜 D&FDPaJM  
1'f_C<.0  
+2iD9X{$MX  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ;a?<7LIx  
 由于对称形状，前后焦距一致。 v?."`,e  
 参数是对应波长532nm。 O|t>.<T?  
 透镜材料N-BK7。 f&CQn.K"  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 1o&zA<+NY  
Cf(WO-F^  
Phi5;U!  
,yC..
aI  
H4
ie$/[$8  
%np(z&@wi  
3. 结果：双凸球面透镜 o-bH3Jkb]&  
g**!'T4&o  
H~yHSm 3  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 a{xJ#_/6  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 _;3,  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 brmSJ7  
U5C]zswL  
G_1r&[N3  
cg{5\Vl  
K~d'*J-  
4. 参数：优化球面透镜 "73*0'm  
\:+\H0Bz  
6rnFXZ\  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 vD8pVR+  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 1 3]e< '  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Z}t;:yhR  
 透镜材料同样为N-BK7。 c>$d!IKCL  
B& @ pZYl  
RNc:qV<H  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ;t*SG*Vi  
A8tJ&O rwY  
(nQm9 M(  
LF7 }gQs ^  
5. 结果：优化的球面透镜 2Vti|@JYp  
H{n:R *  
2OUx@Vj  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 q;[HUyY,  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 {_b2!!p  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 sl-wNIQ  
UJ,vE}=_{  
.I>rX#aNt  
w4P;Z-Cd  
6. 参数：非球面透镜 pyV`O[  
^B1Ft5F`b  
\i+AMduAo  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 c1E{J<pZ  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Ub\^3f  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 S"*k
#ao  
nl}LT/N  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 JOG-i  
Pd+*syOM  
SZTn=\  
VWzQXo  
R ?s;L r  
7. 结果：非球面透镜 X'b3CS4  
PESvx>:  
Z-lhJ<0/Pa  
 生成期望的高帽光束形状。 .u\$wJ9Ai  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 k6"(\d9o  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 h[u@UGK%
 
qv(3qY  
OCu_v%G0  
M@KQOAzt  
ey
h}O  
8. 总结 iDcTO}  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 @k{q[6c2n  
s<LnUF1b  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 oUn+t
u:  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 LpY{<:y  
pq r_{  
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。 Ej)7
[  
3\4e{3$  
扩展阅读 L+G0/G}O\  
^;ZpK@Luk  
扩展阅读 uDND o  
 开始视频 TgjjwcO Y  
-     光路图介绍 >yKz8SV#  
 该应用示例相关文件： g4k3~,=D3  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 U
F^[?M =  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 EUs9BJFP  
KDb j C'3  
hBRi5&%  
QQ：2987619807 E`.hM}h