[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) sb_oD{+gW  
应用示例简述 8F(h*e_?  
1. 系统细节 u9woEe?  
 光源 ^)!F9h+  
— 高斯激光束 f"u*D,/sS  
 组件 s'aip5P  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 #t8{R~y"gv  
— 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 Am0{8
'  
 探测器 'nQVj  
— 视觉感知的仿真 mbRqJT>@  
— 高帽，转换效率，信噪比 n]_[NR) i  
 建模/设计 1LJuCI=~  
— 场追迹： tY${M^^<J  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ^mWybPqx  
5<pftTcZ  
2. 系统说明 mP
38T{  
rB~W Iu  
#o/H~Iv  
#ge)2  
3. 建模&设计结果 0 S_':r   
,21 np  
不同真实傅里叶透镜的结果： eivtH P  
0_P}z3(M  
iB0WEj[?  
r=/;iH?UH  
4. 总结 _\PNr.D8  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Qp"y?S  
f %lD08Sl  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 .roqEasu8  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 G&xo1K]  
+x?#DH-  
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。 4h!f/aF'  
5ercD  
应用示例详细内容 heaRX4  
Tu{&v'!j6  
系统参数 'bGX-C  
$&s=68  
1. 该应用实例的内容 XoLJL]+?  
E5el?=,i  
u~ ~R9.
 
EV#MQM  
Xtz-\v#0o'  
2. 仿真任务 KIA 2"KbjG  
ML-)I&>tT  
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。 zf4Ec-)  
)b<k#(i@#  
3. 参数：准直输入光源 _rV5E  
Qu5UVjbE,  
{e|*01hE  
BR^7_q4q  
4. 参数：SLM透射函数 I)q,kP@yY  
+_v$!@L8  
x:vu'A  
5. 由理想系统到实际系统 w{~+EolK  
6C>_a*w  
ZKQ hbNT  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Ftw;
Yz  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 <PPNhf8  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 EM7+VO(  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Uie?9&3  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 %N;!+ ;F_g  
*`j-i  
=NbI%  
p~ 
C.IG  
+jg9$e"  
应用示例详细内容 YY?a>j."a  
8<mjh0F-,
 
仿真&结果 ,BFE=:ZIK  
Ngr/QL]Q  
1. VirtualLab中SLM的仿真 )!g{Sbl  
|/gW_;(  
 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)。 DjU9 uZT  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 =.y*_Ja  
 为优化计算加入一个旋转平面 |K?#$~  
WwC 5!kZ  
LG~S8u  
ZpUCfS)|&  
2. 参数：双凸球面透镜 7r|(}S  
^gV
T$A  
$^&ig  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 yCJFo  
 由于对称形状，前后焦距一致。 as=m`DqOh  
 参数是对应波长532nm。 t9&cE:n  
 透镜材料N-BK7。 zkTp`>9R  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 7&KT0a*  
mh<=[J,%p  

Rwr 2gMt7  
f84:hXo6  
)}TLC 2%  
h._nK\  
3. 结果：双凸球面透镜 \#68;)+=  
g}p;\o   
gPAX4'
 
 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。 9]t[J_YM  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 -XRn~=5
 
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 2+Px'U\  
<foCb%$(?  
qQ!1t>j+H  
;q0uE:^S  
p3/*fH98  
4. 参数：优化球面透镜 p
fx
3C*  
@/r
^%G  
kNu'AT#3|  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 O]f/r,4@  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 D>
Gt]s  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 \A
`hj~  
 透镜材料同样为N-BK7。 ExHKw~y9  
.I}:m%zv  
sH[ -W-  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 _C\[DR0n  
/6O??6g  
kE TT4U  
`OymAyEYQ  
5. 结果：优化的球面透镜 @"T"7c?Cv  
lnE+Au'  
1<ro7A4hK  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 nW"q  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 )otb>w5  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 m]*Bx%-1c  
s4_/&h  
8A{_GH{:  
cI]WrI2CQa  
6. 参数：非球面透镜 eMRar<)+#*  
kY]W
Qu  
iYnEwAoN;  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 KJE[+R H+z  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ]pEV}@7  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 3D9!M-  
'03->7V  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 v#=`%]mL  
{brMqE>P#  
0J.dG/I%  
x\2?y
m@  
fjnTe  
7. 结果：非球面透镜 )} DUMq7  
`V[!@b:  
E&Qi@Ty  
 生成期望的高帽光束形状。 >=iy2~Fz,  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 K;7f?52  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ^$%Z!uz  
RFh"&0[  
B12$I:x`  
EkT."K  
C@N1ljXJT  
8. 总结 e&eW|E  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 7?OH,^  
]CU]pK?nq  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "l={)=R  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 :a:[.  
6io, uh!  
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。 W&h[p_
0  
Z%Z9oJ:  
扩展阅读 Hn,:`mj4-6  
)pw&c_x  
扩展阅读 4[ryKPa,  
 开始视频 PiFD^w  
-     光路图介绍 c62=*] ,  
 该应用示例相关文件： tgL$"chj@x  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 "i:T+#i({O  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 s=?aox7  
iAY!oZR(WT  
hO{cvHy`  
QQ：2987619807 zb6ju
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