[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) pQ+4++7ID  
应用示例简述 @L^30>?l  
1. 系统细节 /lvH p  
 光源 0`e- ;  
— 高斯激光束 g\,HiKBXd  
 组件 K:sC6|wG
 
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 "[]72PC  
— 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 #1f8A5<  
 探测器 .J|"bs9  
— 视觉感知的仿真 #EU x1II  
— 高帽，转换效率，信噪比 = P{]3K  
 建模/设计 Bbx.RL.V  
— 场追迹： E)l@uPA'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。 rB%acTCz=[  
r`/tb
^  
2. 系统说明 /!0{9F<  
7:T 5P  
^?tF'l`
 
:ITz\m  
3. 建模&设计结果 eJ!a8
 
R|AGN*.  
不同真实傅里叶透镜的结果： 7uRXu>h  
fKAG+t  
sL tsvH#  
wBXgzd%L  
4. 总结 e]{X62]  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 a4! AvG  
2$? )
VXtw  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 rT ~qoA\  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 l$Y7CIH  
_dq.hW7  
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。 rf8`|9h"7  
( UV8M\  
应用示例详细内容 h7 >  
cQUmcK/,  
系统参数 W6~B~L  
Jh[fFg]  
1. 该应用实例的内容 Z%MP:@z  
e2%Y8ZJG.  
o%!a  
?!~CX`eMZ  
Ut8yA"Y~  
2. 仿真任务 +B
%ZB9  
B}YB%P_CWs  
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。 -mG3#88*  
m4|9p{E  
3. 参数：准直输入光源 Yt
7R[|  
!5Kv9P79  
b4s.`%U  
6<R!`N 6  
4. 参数：SLM透射函数 7 rOziKZ"  
PygaW&9Z|d  
%X O97  
5. 由理想系统到实际系统 +EJIYvkFm  
p0UR5A>p  
;+`t[ go  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 <MI>>$seiJ  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ,l#Ev{  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 :03w k)  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 egxh  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 nWfOiw-t  
9^<t0oY  
lW1Al>dW<  
0$%:zHi5g  
p@y?xZS  
应用示例详细内容 Tf)qd\  
c=K .|g,  
仿真&结果 Ro`9Ibqr  
eYMp@Cx  
1. VirtualLab中SLM的仿真 +Fp8cT=1  
>}%  
 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)。 +hI:5(_  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 fwK5p?Xhm  
 为优化计算加入一个旋转平面 3,=97Si=  
I{U7BZy  
_]@
  
E*'sk  
2. 参数：双凸球面透镜 /]zn8d  
GKTt!MK  
:jlKj}4A  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 AI0YK"c?  
 由于对称形状，前后焦距一致。 /N.xh  
 参数是对应波长532nm。 \!M6-kmi  
 透镜材料N-BK7。 ;c p*]  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ICAp  
vqO d`_)  
@yp#k
>  
ZOJ<^
t}  
Od_xH
 
6G.(o  
3. 结果：双凸球面透镜 9U~fc U6  
LCBP9Rftvd  
dRj2%Q f  
 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\u,l^
  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 uCkXzb9_z  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 pm
d
a9V4  
/LwS|c6}}  
`/ <y0H  
dfy]w4ETB  
"&Q sv-9t  
4. 参数：优化球面透镜 a]H&k$!c  
9w3KAca  
2|`7_*\  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 R+sv?4k  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 RE._Ov>  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ^VI\:<\{  
 透镜材料同样为N-BK7。 K;8{qQ*  
C#qF&n  
Qg6tJ
B   
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 gQQve{'
 
pk8`suZ  
i/{dD"HwM  
*""iX
i[  
5. 结果：优化的球面透镜 =W*Ro+wWb  
OYyF*F&S[  
r\A|fiL  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ajCe&+  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 -e\OF3Td  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 =Q,D3F -+f  
l&|Tb8_'  
lLur.f  
#.<Dq8u  
6. 参数：非球面透镜 :FUxe kz  
HCKocL/]h  
vYybQ&E/  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 6&"*{E  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 V~_6t{L  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 a|5<L  
1! j^  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 d};[^q6X  
B?db`/G9  
ol1J1Zg  
8Ow#W5_3|  
#nQboTB@  
7. 结果：非球面透镜 4~AY: ib|  
DoNN
;^H  
I^)_rOgM  
 生成期望的高帽光束形状。 (QdLz5\  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 nf-6[dg  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 b\^1P;!'W  
J vl-=~  
qYPgn_  
_PLZ_c:O  
&k`/jl;u  
8. 总结 xouBBb=  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ? <w[ZWytm  
u= Ga}  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 4^*Z[6nt|  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 &?I3xzvK  
l}FA&c"  
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。 Sq5}v]k@&  
x}f)P  
扩展阅读 ZSB;4 ?:h  
cef:>>6_  
扩展阅读 ]>0$l _V  
 开始视频 eH9
-GGr
 
-     光路图介绍 P#/s5D
8  
 该应用示例相关文件： /AIFgsaY  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 orEb+  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 t?p>L*  
aSeh?
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QQ：2987619807 O_D;_v6Ii+