[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) Tld1P69(  
应用示例简述 7fap*  
1. 系统细节 `l+ >iM  
 光源 wCV>F-  
— 高斯激光束 jK\V|5k  
 组件 17WNJ  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 dNOX&$/=  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 I~d#p ]>  
 探测器 "L9C  
— 视觉感知的仿真 xN e_qO  
— 高帽，转换效率，信噪比 #=`FM:WH  
 建模/设计 nu#aa#ex>  
— 场追迹： eFt\D\XOW  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 @*CAn(@#N  
&sI,8X2a2  
2. 系统说明 4}.WhE|h  
q:TZ=bs^  
&?KP
u?9  
^^n+  
3. 建模&设计结果 wrz+2EP`  
Bv2z4D4f+  
不同真实傅里叶透镜的结果： kb/|;!  
[54@irH  
WpXODkQL  
Py|H? ,6=  
4. 总结 Q mb[ e>  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 aeG#: Ln+{  
2>!_B\%)H  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ExNj|*  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 _ff=B  
hg%@W  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 E9yFREvQc  
EO4"Z@ji  
应用示例详细内容 >Sc$R0  
mtSNl|O&{  
系统参数 u}JQTro  
Fv?R\`52u  
1. 该应用实例的内容 j#*asGdp#J  
4q\.I+r^  
{toyQ)C7  
el <<D  
Fy}MXe"f  
2. 仿真任务 [<#<:h
&\  
B6tcKh9d,  
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。 E[)7tr  
(P E# Y(  
3. 参数：准直输入光源 8gVxiFjo  
J{nyo1A  
s=H/b$v  
, aRJ!AZ  
4. 参数：SLM透射函数 l%sp[uqcg  
,^MW)Gf<  
8\qCj.>S  
5. 由理想系统到实际系统 ka?IX9t\  
w\"n!^ms  
QOkE\ro  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 -4*'WzWr  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 ,cGwtt(  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 xZ9}8*Q&:  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 bR>o!(M'Z\  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 '8r8 ^g[  
4i+PiD:H  
}@ O|RkY  
0[Xt,~  
/%J&/2Wz  
应用示例详细内容 @e.OU(Bf  
nZ`2Z7!  
仿真&结果 |xsV(jK8  
8!o{W=m^4  
1. VirtualLab中SLM的仿真 >D`fp  
U}RS*7`  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 WuP([8  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 M5cOz|j/*R  
 为优化计算加入一个旋转平面 zCBtD_@  
\p>]G[g  
7"a`-]Ap  
[p( #WM:  
2. 参数：双凸球面透镜 ,E*a$cCw  
1WUFk?p  
66^1&D"  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 1^x2WlUm4  
 由于对称形状，前后焦距一致。 DJ mQZ+{2  
 参数是对应波长532nm。 CfkNy[}=  
 透镜材料N-BK7。 e_>rJWI}  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 !_XU^A>  
F9u:8;\@`  
Uf7F8JZmM  
4,w{rmj  
e\d5SKY  
<iXS0k  
3. 结果：双凸球面透镜 JGSk4  
yv!''F:9F  
:"<B@Z  
 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。 RKoP6LGw  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 8zCGMhd  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 }> !"SU:d  
BqLtTo?'  
@ V7ooo!  
ZyS;+"
 
~x0-iBF  
4. 参数：优化球面透镜 \c9t]py<.h  
_pH6uuB  
2#n$x*CY  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 s!j(nUd/  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 VHgF#6'  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 9p[W :)P4d  
 透镜材料同样为N-BK7。 6wpND|cT  
?G>5 D`V  
Z+``/Q]>+  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 g<hv7?"[  
bn*{*=(|  
 &aevR^f+  
f1
]AfH#  
5. 结果：优化的球面透镜 zNsL^;uT  
DX%8.@  
Ghq'k:K,  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 +3o)L?:g  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 St3(1mApl  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 *(\;}JF-  
j0pvLZjM  
>+; b>  
ktw!T{  
6. 参数：非球面透镜 #a'x)$2;R|  
>Rki[SNb-b  
MR)KLM0  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 $vw}p.  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 XJxs4a1[t  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 /_k hFw  
/[0 /8f6  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 !(ux.T0  
]!tYrSM!  
1&@wb'MBs.  
dnX`F5zd  
' ! UF&  
7. 结果：非球面透镜 w
h7a|  
@'<j!CqQ o  
h4B#T'b  
 生成期望的高帽光束形状。 a5U2[Ko80  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 h-_0 A]  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 aD/,c1  
MY<!\4/  
dT,m{[+  
-{:LxE  
cdtzf:#q  
8. 总结 Wse*gO  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 E]eqvTNH  
/"
%IhX-  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 RkH oT^  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 9CU6o:'fW  
n"d)  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 #PLB$
$  
D917[<$  
扩展阅读 q/2K=BOh  
\I,Dje/:w  
扩展阅读 jVFRqT%  
 开始视频 7si*%><X  
-     光路图介绍 p4t!T=o/  
 该应用示例相关文件： hzPB~obC  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 %]sEt{  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 QWW7I.9r  
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QQ：2987619807 vkd<l&zD