[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) j'#W)dp(  
应用示例简述 4:y;<8+j\  
1. 系统细节 a UAPh  
 光源 WojZ[j>  
— 高斯激光束 a>(LFpVk}  
 组件 M g1E1kXe  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 mc~d4<$`!  
— 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 Etg'
"d@[  
 探测器 (Lo
<3a-]  
— 视觉感知的仿真 u&9|9+"N  
— 高帽，转换效率，信噪比 JyvXNV,  
 建模/设计 :L&-
  
— 场追迹： c<r`E  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 aM,>LKNbQ  
%j^[%&pT  
2. 系统说明 #3f\,4K5  
 # G0jMQ  
dNB56E)5`J  
qXn%c"  
3. 建模&设计结果 xbxU`2/  
6~ev5SD;f  
不同真实傅里叶透镜的结果： ac p-4g+j  
s>9w+|6Ji  
.ss/E  
B!jT@b{  
4. 总结 W+Z] Y  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 hS OAjS  
&D\~-fOGb  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 MR:Co4(  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 b6 &`]O;%  
vHCz_ FV  
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。 r%}wPN(?D  
#f5-f  
应用示例详细内容 XwOj`N{!H  
N0,.cd]y`  
系统参数 hp/}Z"A=  
5#p [Q _  
1. 该应用实例的内容 ,ic.b @u1  
r77?s?  
}Gqx2 )H  
\/p\QT@mm  
Q
7gBxp  
2. 仿真任务 a*0gd-e0@  
~vy_~|6s  
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。 hR Y*WL  
S^HuQe!#  
3. 参数：准直输入光源 CTv-$7#  
o}mD1q0yE  
r]iec{ ^  
i:0~%X  
4. 参数：SLM透射函数 U-6b><  
Cp7EJr~  
Fyrr,#  
5. 由理想系统到实际系统 A_6b 4T  
]i3 2-8%  
&]iX>m.  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 N93 ZI|T  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 3rhH0{  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 \/I@&$"F  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 8 C@iD%  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 :(VD<"X  
HA&][%^  
ymT&[+V  
a]|P rjPI  
C s?kZ %  
应用示例详细内容 @5K/z<p%  
js/N qf2>  
仿真&结果 Q7zg i  
j yR9a!  
1. VirtualLab中SLM的仿真 W]{mEB  
Gt{~u^<  
 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)。 @
jAuSBy  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 *aT3L#0(  
 为优化计算加入一个旋转平面 N>giFj[dD  
1Rc'2Y  
%Ak"d+OH4  
r'wam]1Z  
2. 参数：双凸球面透镜 N'w;1,c+  
r%A-  
T},Nqt<  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 {.v-  
 由于对称形状，前后焦距一致。 73OFFKbsk  
 参数是对应波长532nm。 C vfm ,BL  
 透镜材料N-BK7。 z@iu$DZ  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 y[BUWas(  
@2cGx/1#  
;
0(|06=  
_@wXh-nc  
UmZ#Cm  
gF+Uj( d  
3. 结果：双凸球面透镜 */fmy|#   
yyb8ll?@a  
_"%mLH=!8  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 '+LC.lM  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 m~mw1r  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 JJ[.K*dO  
E8j>Toz  
e$}x;&cQ  
&[ejxK"  
NPF"_[RoeV  
4. 参数：优化球面透镜 $x#0m  
T!
u&r  
H5j6$y|I|N  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ]E$h7I  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 *f{\ze@5=  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 bim}{wMb  
 透镜材料同样为N-BK7。 #e:cB'f  
VgLrufJ  
Kv
W{M  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ZT;$aNy  
CmKbpN*  
#InuN8sI  
] }XsP  
5. 结果：优化的球面透镜 q9 !)YP+w  
KPc`5X  
CR3<9=Lv>  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 t[/WGF&(R  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 }}L :6^  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ?Co)7}N  
IJ >qs8  
^ z!g3  
3VNYDY`>  
6. 参数：非球面透镜 W u?A} fH  
~.\CG'g  
&[QvMh  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 6Q\0v  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 *l\wl @{  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 l12Pj02w  
t+7|/GLs2  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 KU:RS+,e;  
Itaq4^CE  
}t5-%&gBY0  
!C ]5_  
gp@X(d  
7. 结果：非球面透镜 (SMnYh4  
uW4)DT9[5  
dQW=k^X 'U  
 生成期望的高帽光束形状。 C{Y0}ZrmlF  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 E
<6Fjy  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 y~eQVnH5W  
}XHB7,  
R#QOG}  
rLP:kP'b  
vZhC_G+tGd  
8. 总结 MPaF  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 vlW521  
8<0
~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。 1{%3OG^'  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 \.!+'2!m  
:'hc&wk`  
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。 ~1xfE C/  
gl.uDO%.  
扩展阅读 *GUQz  
| R\PQ/)  
扩展阅读 b3j?@31AD  
 开始视频 LsW7JIQd  
-     光路图介绍 >a
w`kr  
 该应用示例相关文件： u?Pec:3%  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 [Q0n-b,Q  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 *yX5g,52-|  
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QQ：2987619807 %X|fp{C