[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) rg;4INs#  
应用示例简述 Buso `G
 
1. 系统细节 [MQ* =*
 
 光源 p0y|pD  
— 高斯激光束 !4`:(G59  
 组件 T{2)d]Y  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 nGwon8&]]
 
— 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 FA>.1EI  
 探测器 $IS!GS&:  
— 视觉感知的仿真 (,ik:j  
— 高帽，转换效率，信噪比 RT3(utwO  
 建模/设计 qO38vY){  
— 场追迹： ; wxmSX9  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 r*8a!jm?  
dl3;A_ 2  
2. 系统说明 ]%I\FefT  
#>HY+
;  
kGs\"zZM  
E|>-7k")  
3. 建模&设计结果 %I9f_5BlT8  
vNs`UkA  
不同真实傅里叶透镜的结果： F+*fim'N
K  
`&.qHw)  
Sk"hqF.2  
?&zi{N  
4. 总结  3s|:7  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 OiXO<1'$  
+}1zw<  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 /F9Dg<#a  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 1=5HQ~|[TO  
 Q
e7=6
<  
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。 oemN$g&7  
*!TQC6b$  
应用示例详细内容 y$bY 8L  
Q"U%]2@=  
系统参数 fVgN8b|&'  
YlUh|sK7m  
1. 该应用实例的内容 F-b]>3r  
nSh~mP  
!'rdHSy
 
_68vSYr  
lyFlJmi,r  
2. 仿真任务 :!Dm
,PP%  
LC##em=Y  
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。 &]LpGl  
h,B4Tg'  
3. 参数：准直输入光源 [ `1`E1X  
h~]e~u V  
N8df1>mW  
]\ !ka/%  
4. 参数：SLM透射函数 Fbu4GRgJ3  
+TA~RCd  
g 8uq6U  
5. 由理想系统到实际系统 :j .:t  
M*qE)dZjS  
kaQNcMcq  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 64#Ri!RR}  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 n{<}<SVY  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ZO/Jf Jn~  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 <9 ^7r J  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 4)OOj14-V  
kppi>!6  
~XP|dn}  
mjg@c|rTG  
{4A,&pR  
应用示例详细内容 S>h\D
4.  
h!JyFc  
仿真&结果 vdvnwzp!l  
.%7Le|Fb"  
1. VirtualLab中SLM的仿真 L~)8Q(f  
i.7_i78\"  
 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)。 YLTg(*  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 1$Q[%9  
 为优化计算加入一个旋转平面 H[nBNz)C  
u&c%L0)E&  
U^GVz%\  
p&V64L:V  
2. 参数：双凸球面透镜 lb}RPvQE  
8rS;}Bt  
%L]sQq,  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 Hcg7u7M{  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ^7? WR?!  
 参数是对应波长532nm。 2[3t7C  
 透镜材料N-BK7。 'dh{q`#0  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。
"ldd&><  
HyWR&0J  
onRTX|#  
T:'JA
 
pO7OP"q1  
'Ca;gi !U  
3. 结果：双凸球面透镜 c%hXj#;  
+%,oq]<[,  
$.
$nv~f  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 0AffD:  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 jlF3LK)9q  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Q>+rjN;  
,D 
}Ka?  
#yR&|*@  
k Qr  
|;~2y>E  
4. 参数：优化球面透镜 Or?c21un  
W).Kq-  
'{.4~:  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 R\&z3<-S  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 U7jDm>I  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Q<D_QJ  
 透镜材料同样为N-BK7。 +FadOx7X$  
b:~#;$g  
Kn1;=k  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 f&^"[S"\f  
!idVF!xG  
?yjg\S?L  
ohx$;j  
5. 结果：优化的球面透镜 @J5TDq @  
# }}6JM  
Dzu//_u  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 s:xJ }Ll  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 GXD<X_[  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 h x5M)8#+  
nt()UC`5  
V[*>}XQER  
bfncO[Q,?  
6. 参数：非球面透镜 gfIS  
c u";rnj  
Da8gOZ  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 .xT{Rz  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 B/@LE{qUn  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 r_Ou\|jU  
8LPWT!S  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 l
(_|CkcZ  
`kvIw,c.  
$,/E"G`  
(G./P@/[  
PIo@B|W-SX  
7. 结果：非球面透镜 <>f;g"qS  
Xr8fmJtg'  
T*#M'H7LSQ  
 生成期望的高帽光束形状。 ^J hs/HV  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 /8l@n
dZf  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 QP50.P5g  
FXr\  
U<sGj~"#  
JCBX?rM/  
v%2Dz  
8. 总结 e&T-GL  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 rf@4
7H  
#7'k'(  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 t@MUNW`Q  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 I2RXw  
a]5y CBm  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 U"
 3L  
GLZ*5kw  
扩展阅读 L'KKU4zj  
mP6}$D  
扩展阅读 oO3^9?Z  
 开始视频 Y7qQ`|  
-     光路图介绍 ND.(N'/O  
 该应用示例相关文件： /\mY
Xi\  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 u$5.GmKm  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 C<9GdN  
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<uG5l`  
r9M3rj]  
QQ：2987619807 DxN\ H"