[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) Sp5:R75vI  
应用示例简述 6whPW .  
1. 系统细节 UgGa]b[9A  
 光源 @d0f+9d  
— 高斯激光束 O*l,&5  
 组件 ;,[0bmL  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 {WrEe7dLy  
— 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 [w'Q9\,p
 
 探测器 
p?y2j  
— 视觉感知的仿真 c%/b*nQ(=  
— 高帽，转换效率，信噪比 P-Y_$Nv0g  
 建模/设计 ?I6rW JcQ6  
— 场追迹： PiKP.  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 9)1Ye  
z qq  
2. 系统说明 z;>$["t]6  
# -luE  
Dhn7N8(LF!  
J;>epM;*  
3. 建模&设计结果 "iK= 8  
HXa[0VOx  
不同真实傅里叶透镜的结果： dR]-R/1|  
:E.a.-  
mp
8GHV  
(p%|F`  
4. 总结 -j3Lgm  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 i7.8H*z'  
":udoVS!  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 :>fT=$i@  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ;bB#Pg  
9O3#d  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 o4kLgY !Q  
=Pl@+RgK+  
应用示例详细内容 tr<fii3<  
[_'A(.  
系统参数 ~-zTY&c_  
skcyLIb  
1. 该应用实例的内容 2xLtJR4L  
9i5?J]o^  
5j`xSG  
_U^[h!  
[nO3%7t@  
2. 仿真任务 v@Uk% O/  
1<BKTMBq?{  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 @-)?uYw:r  
;Sivu-%  
3. 参数：准直输入光源 LIcc0w3  
5I2,za&e  
Qfm$q~`D^W  
<==uK>pET  
4. 参数：SLM透射函数 g3$'G
hf  
Czjb.c:a.Y  
%VO+\L8Fs  
5. 由理想系统到实际系统 MV"n{1B  
s?EQ  
`MI;.t  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 $t;:"i>  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 1nAm\/&  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 'v]0;~\mp>  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ~b
~Tq  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ^+P.f[  
'8;bc@cE  
;W?#l$R  
r W`7<3  
vkE`T5??  
应用示例详细内容 "bhK%N;  
|0i{z(B  
仿真&结果 _c>ww<*3  
Ku,wI86  
1. VirtualLab中SLM的仿真 #"UO`
2~`l  
dC({B3#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)。 @Y/&qpo$#W  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ;|Mfq`s  
 为优化计算加入一个旋转平面 O6G\0o  
m%[e_eS  
\AwkK3  
unFRfec{  
2. 参数：双凸球面透镜 s:tX3X  
bSsg`  
x:FZEyalG  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 r%=-maPL[  
 由于对称形状，前后焦距一致。 2GptK"MrD  
 参数是对应波长532nm。 1#=9DD$4  
 透镜材料N-BK7。 'OA*aQ=K  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Yg8*)u0  
T aS
1%(  
;?/5Mr  
5pJe`}O4  
n2K1X!E$  
,\6Vb*G|E>  
3. 结果：双凸球面透镜 'f6H#V*C  
r84^/+"T  
R/oi6EKv  
 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。 G(7%*@SX  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 lbAhP+B  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 'f<N7%eZ  
vxmX5.  
MZV$YD^S  
Og1-LP|X  
KZ%i&w#<  
4. 参数：优化球面透镜 ;stjqTd  
O>h`  
5sT3|yq  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 9rMO=  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 v@=qVwX  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 hoq2zDjD  
 透镜材料同样为N-BK7。 u#Ig!7iUu  
Yj@Sy  
aZb\uMePK  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 zP,r,ok7  
,ucRQ&P  
G[>
NP#P  
S~3|1Hw*tN  
5. 结果：优化的球面透镜 +cH>'OXoB  
I!L J&>  
|,$&jSe  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 R,BJr y  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 (I~
  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 )95k3xo  
b=5w>*  
AIg4u(j  
:(A&8<}-6  
6. 参数：非球面透镜 E:K
4k <  
i%FC lMF  
OInl?_,,T#  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 2K9X(th1  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 xE8?%N U  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 *\XOQWrF  
^4fvV\ne_~  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Uoe{,4T  
c]{}|2u  
;}E}N:A  
(X "J)xaQ  
V*@aE  
7. 结果：非球面透镜 RB %+|@c  
9295:Y| w1  
p3Ux%/ZqPV  
 生成期望的高帽光束形状。 8NfXYR#  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 }[akj8U  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 <YW)8J  
=6~  
_ dAyw  
:6Nb,Hh~  
"%Ok3Rvv  
8. 总结 8_}t,BC  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 d3c.lD)L9  

m#UQ,
EM  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 %j\&}>P4$  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 s6~;)(r  
.zgh,#=  
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。 1L!;lP2  
Po)U!5Tm  
扩展阅读 PgA<pfEHE  
tBGL
EeL/.  
扩展阅读 bJIYe ld  
 开始视频 ~pZ0B#K J  
-     光路图介绍 +KbkdYZ  
 该应用示例相关文件： qj;i03 +@  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 WJD2(el  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 i3eF_  
&ww-t..  
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QQ：2987619807 5.\p]>|G1