[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) B6gn(w3  
应用示例简述 hxQx$  
1. 系统细节 _BP!{~&;  
 光源 <W<>=vDzyE  
— 高斯激光束 dZ"w2ho  
 组件 cgevP`*]  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 u>W:SM  
— 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 s8 c#_  
 探测器 [~#]p9|L  
— 视觉感知的仿真 sF+Bu'9
A  
— 高帽，转换效率，信噪比 %;-]HI  
 建模/设计 ?z
$^4u3  
— 场追迹： >wOqV!0<  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 AV%t<fDG#  
~M!s0jT  
2. 系统说明 c^ifHCt|  
|}Wm,J  
"cVJqW  
-SGoE=  
3. 建模&设计结果 CV )v6f  
XV|u!'Ey  
不同真实傅里叶透镜的结果： pX~X{JTaL)  
\2Atm,#4  
+J<igb!S  
PUJkC  
4. 总结 F&= X/  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ap y#8]  
5U!yc7eBI/  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 VQ,;~^Td  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 U.,_zEbx,  
ljw(
cUM  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 (o5^
@aDr  
 ^D.u   
应用示例详细内容 )W1tBi  
,/uVq
G  
系统参数 (m3 <)  
@j/|U04_Z  
1. 该应用实例的内容 b|KlWt'  
td"D&1eQ@  
Q 
eZg l!  
z +NwGVk3  
2YV*U_\L  
2. 仿真任务 P/e6b .M  
[')C]YQb=  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 W#@Mx  
I"5VkeIx  
3. 参数：准直输入光源 _a`J>~$  
jM%8h$&E  
CqkY_z  
AwQ7Oz|(  
4. 参数：SLM透射函数 Q`{2yU:r  
Q%Fa1h:2&  
s`63 y&Z[  
5. 由理想系统到实际系统 9-( \\$%  
)'3V4Z&  
e_v_y$  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 alV{| Vf[6  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 >o_cf*nx  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 cq#=Vb  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 \zMx~-2oN  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 $ctpg9 7  
?[z@R4at  
li7"{+ct  
IB%Hv]  
E-?@9!2 &  
应用示例详细内容 }VDJ  
^|j @' @L  
仿真&结果 Sz'H{?"  
Gjka %  
1. VirtualLab中SLM的仿真 :% m56  
o_@6R"|  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 Hph$Z1{  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 =`W#R  
 为优化计算加入一个旋转平面 XRx^4]c  
IQNvhl.{  
,GTIpPj  
L2}p<?f  
2. 参数：双凸球面透镜 f~-qjEWm  
Q@aDa8Z  
.jK,6't^  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 3@8Zy:[8<  
 由于对称形状，前后焦距一致。 S #6:!  
 参数是对应波长532nm。 9J4gDw4<  
 透镜材料N-BK7。 l37) Q  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 1}XESAX;0  
[MI
?  
<#>{7" }  
e4<[|B!O  
Cak-J~=  
Fsi;[be$A  
3. 结果：双凸球面透镜 h'|J$  
5q95.rw  
Cj1nll8c  
 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。 m&{%6  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 (*Fb/  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 .h=H?Hr(V]  
&T&>4I!'M  
xI(t!aYp  
gl>%ADOB@  
.0b4"0~T6  
4. 参数：优化球面透镜 ;oGpB#[zO  
YX{c06BHs  
j~C-T%kYa  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 XZH\HK)K-]  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 /pYp,ak
 
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ipH'}~=ID  
 透镜材料同样为N-BK7。 dQ`=CIr  
&{zRuF  
i/{`rv*K[  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ("txj[v-/  
G/y;o3/[Z  
?v@pB>NZ  
i=AQ1X\s  
5. 结果：优化的球面透镜 p|RFpn2ygF  
*9)yN[w  
>NMq^J'/  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 MYMg/>f[  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 y|2y!&o,!  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。
{No Y`j5S  
E9~}%&  
X|Rw;FY  
WNcJ710k27  
6. 参数：非球面透镜 %pBc]n
@_  
#CTeZ/g  
r9y(j z  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 X3Yi|dyn T  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 }zyh!  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 7x//4G   
Y |'}VU  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 BVe c  
. l-eJ  
A| s\5"??  
|$G|M=*LN  
4"d'iY  
7. 结果：非球面透镜 i>{.Y};  
d$#DXLA\P  
<Oihwr@5<  
 生成期望的高帽光束形状。 A?4s+A@Eg  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 Ee097A?1vj  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 k4+Q$3"  
_qvzZ6  
c$b~?Mx  
Bh5z4  
f <pJ_  
8. 总结 -n~%v0D8c  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 :]uz0s`>  
:)DvZxHE@  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 BI:O?!:9)  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 /y[zOT6  
>bbvQb+j  
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。 E@CK.-N|  
8Bwm+LYr-  
扩展阅读 PsO>&Te2  
c
xpG6c  
扩展阅读 &@fW6},iW  
 开始视频 Zr|z!S?aSC  
-     光路图介绍 l9vJ]  
 该应用示例相关文件： ,&iZ*6=X?0  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 H{I,m-  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 nXAGwU8a  
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QQ：2987619807 PaZd^0'!Z