[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) L QV@]z&  
应用示例简述 )Wq1af   
1. 系统细节 Z!|r>  
 光源 v {HF}L  
— 高斯激光束 Q34u>VkdQI  
 组件  d6tLCQ  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 \^dse  
— 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 G2I%^.s  
 探测器 E<3xv;v8r  
— 视觉感知的仿真 |Vz)!M  
— 高帽，转换效率，信噪比 O[MFp  
 建模/设计 Fn`Zw:vp6  
— 场追迹： ,S`n?.&& 7  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 4_QfM}Fyp  
/fT"WaTEK  
2. 系统说明 !% W5@tN  
@B>D>B  
iU 6,B  
*Ts$Hj[  
3. 建模&设计结果 m"Mj3Z:  
Posz|u<x  
不同真实傅里叶透镜的结果： >e6OlIW  
de W1>yh^_  
}1 qQ7}v  
tP! %(+V  
4. 总结 cb)7$S  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 L1!~T+%uQ  
|A*4Fuc&  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 v^o`+~i  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 &K'*67h  
`W)?d I?#M  
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。 LhAW|];  
z-gMk@l  
应用示例详细内容 *Xk5H,:  

}gXhN"  
系统参数 Qm3F=*)d  
Iv  
1. 该应用实例的内容 #p*uk  
V^Z5i]zT  
!~?/D  
(kY0<  
[sH3REE1h  
2. 仿真任务 #|je m   
7/hn%obC  
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。 kI(3Pf].  
%(&ja_oO  
3. 参数：准直输入光源 u4 es8"  
F%p DF\  
3\P*"65  
6:%lxG  
4. 参数：SLM透射函数 Ddq*}Pf0K  
cd1-2-4U  
n7;jME/!  
5. 由理想系统到实际系统 l9|K,YVW  
{~9HJDcM  
^ICSh8C  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Ot47.z  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 G.L}VpopM  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 Z_bVCe{  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 UVlB=  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 rAHP5dx:  
/77cjesZ9  
&'k(v(>n,  
xva e^gr  
{"~[F2qR  
应用示例详细内容 Heh&;c  
E-Xz  
仿真&结果 @a]cI  
%E@o8  
1. VirtualLab中SLM的仿真 6|q"lS*$S  
{:"<E?+  
 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)。 \PT!mbB?  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 PCaFG;}  
 为优化计算加入一个旋转平面 ?K pDEH~\  
d m"R0>  
\,/ozfJ7dT  
nkPlfH  
2. 参数：双凸球面透镜 9*FA=E  
\;'#8  
#y#TEw,  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 =/a`X[9vI  
 由于对称形状，前后焦距一致。 5|eX@?QF58  
 参数是对应波长532nm。 3 $%#n*  
 透镜材料N-BK7。 ^,=}'H]  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ~b#<
HG\,,  
j}Svb1A  
Jgr;'U$  
}*9F`=%F  
rU9")4sQ  
um$U3'0e  
3. 结果：双凸球面透镜 DI;LhS*z  
S6bYd`  
x1wD`r  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 sx+k V A  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ) C~#W  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ~2hzyEh  
11QZ- ^  
& ;5f/  
Oz\J+  
:tFcPc'  
4. 参数：优化球面透镜 UK^w;w2F  
_Fj\0S"  
xv$fw>  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 vxPr)"Vvz  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 -6_<]  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 %jj-\Gz!  
 透镜材料同样为N-BK7。 _G-6G=q  
;9)nG,P3  
&,p6lbP  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 YSB> WBS-<  
V+>RF  
3_;=y\F  
{c?{M.R  
5. 结果：优化的球面透镜 o\W>$$EXD  
!}P^O(oY  
MTE1\,  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 GfP'  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 |uFb(kL[U  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %<Qv?`B  
F\;l)  
{s*1QBM$\Z  
wH=7pS"s  
6. 参数：非球面透镜 _z]v;Q  
 K\ pZ  
'^7Z]K<v  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 `{w|2 [C3  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 + rN#
 
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 vfc5M6Vm)<  
7Y.yl F:  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 j1Sjw6}GCH  
B"4A1!  
\N?lG q  
$i8oLSRV  
Zg= {  
7. 结果：非球面透镜 HWou&<EK  
P%[{
'u  
x5rm 2C  
 生成期望的高帽光束形状。 <|WXFjn  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 k?3mFWc  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 OL#i!ia.  
buKkm$@w  
@Py'SH!-  
+m}D.u*cp  
}{J>kgr6  
8. 总结  W>x.*K  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Bq4@I_b  
E'+z.~+  
 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|jPr J  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Ttb?x<)+8  
n]l3 )u  
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。 Y.52`s6F  
n*AN/LB
p  
扩展阅读 ms&5Bq+9  
0"sZP\<p  
扩展阅读 ,*L3  
 开始视频 tC+11M  
-     光路图介绍 gz:US77  
 该应用示例相关文件： ?v+el,  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Fkqw#s(T  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 |D;I>
O^"R  
FVOPC:}bj  
0eA|Uq~  
QQ：2987619807 PGTjOkx