[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) ~4+=C\r  
应用示例简述 c>RS~/Y  
1. 系统细节 ?k*s!YCZ  
 光源 c~+l|r=u?  
— 高斯激光束 QA&BNG  
 组件 q#N8IUN}4  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Nbnu
QPb'  
— 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 )fz<n$3|$#  
 探测器 hUy\)GsT  
— 视觉感知的仿真 w/HGmVa  
— 高帽，转换效率，信噪比 YkLEK|d  
 建模/设计 rz%=qY  
— 场追迹： &Q"Ox{~W  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 rTj
V/~  
G.a^nQ@e%  
2. 系统说明 Ni[2 p  
{'#^  
0SBiMTm  
I
z\IQa  
3. 建模&设计结果 85 tQHm6j  
X}v]iX  
不同真实傅里叶透镜的结果： %Ot^G%34  
~Xg@,?Zr  
IU`&h2KZ.  
PuhFbgxy  
4. 总结 )_nc;&%w  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 tc'`4O]c8  
xA9{o+  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 4W9#z~'  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 I2=?H<  
=MqefV;-  
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。 X,<n|zp  
it~>)_7*P  
应用示例详细内容 8*^Q#;^~99  
H}QOoXWkg  
系统参数 L;0ZB=3n  
&Q[Y&vNn  
1. 该应用实例的内容 {g *kr1JM  
^Mes
P:[2  
Fss7xP'  
r~uWr'}a}  
.h
2K$(/  
2. 仿真任务 :*"0o{ ie  
ozbu|9+v  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 gNO<`9q  
UNJ]$x0  
3. 参数：准直输入光源 ~/6m|k  
k4+
F  
4w:_4qyb  
eXI^9u
H  
4. 参数：SLM透射函数 ~bCn%r2  
MH`H[2<\!,  
)x-iru A:  
5. 由理想系统到实际系统 2!/_Xh  
(DCC4%w"  
U<**Est  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 \ qc8;"@  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 -So&?3,\A@  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 \w!G  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 G l=dL<F  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 SB1\SNB  
/s>ZT8vaAs  
qTnfiYG}  
zlmb_akJ  
1\q2;5  
应用示例详细内容 \Clz#k8l1  
Lnnl++8Y  
仿真&结果 '
!64_OMj'  
O&=?,zLO[  
1. VirtualLab中SLM的仿真 'g8~539{&  
W;coi4   
 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)。 hSc$Sa8  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 lM C4j  
 为优化计算加入一个旋转平面 twqjaFA>  
?w1_.m|8u  
!ec\8Tj  
:2?J#/o  
2. 参数：双凸球面透镜 P.P3/,  
x"~F=jT  
LMWcF'l  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 SI3ek9|XU  
 由于对称形状，前后焦距一致。 lztPexyXZ  
 参数是对应波长532nm。 _cx}e!BK#  
 透镜材料N-BK7。 Xi_>hL+R(  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 W{l+_a{/9  
;8;nY6Ie  
W|3XD-v@  
*A`hKx  
E27wxMU  
Pv{ {zyc  
3. 结果：双凸球面透镜 iLn)Z0<\o  
JY#IeNL  
6pI=?g  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 v8,+|+3  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ;"\e aKl  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 w-R>gdm  
'MPt K  
^q@.yL  
j|9;") 1  
X%xX3e'  
4. 参数：优化球面透镜 {Q?AIp6u|  
5UR$Pn2a2  
<0vQHND,3  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 [a\:K2*'  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 'Zf_/y  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 <wxI>T}b  
 透镜材料同样为N-BK7。 ' eO4h^  
Mi9
A%ZmP  
ePK^v_vBD  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 M~;mamTP  
fQlR;4Q
X]  
xA#B1qbw  
w"bQxS~$y  
5. 结果：优化的球面透镜 qih7  
!zwnFdp  
s"p}>BjMIC  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。  |X`xJL  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 {QTfD~z^K  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 CN\SxK`,  
s%>>E!Qi_  
oA}&o_Q%  
tQbDP!,A*=  
6. 参数：非球面透镜 f GE+DjeA  
MFaK=1  
.t4IR =Z  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 JSt%L|}Y  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 #tKc!]m  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 7qV_QZ!.  
K7Kd{9-2  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Byyus[b'A  
ej47'#EY  
g4&zBn  
o8BbSZVu  
!v<r=u  
7. 结果：非球面透镜 Zaf].R  
@a)@1:=Rm  
[Oe$E5qv)]  
 生成期望的高帽光束形状。 J2Ocf&y;  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 C[gCwDwl  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 !]&a/$U  
.6+j&{WNo!  
R8F[ 7&(  
Pon 2!$  
'0GCaL*Sd  
8. 总结 uJA8PfbD  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ;&37mO/T  
2)h i(  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 9XX&~GW/  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 \/la`D  
oqB(l[%z2  
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。 )t9<cJ=  
gpVZZ:~  
扩展阅读 mEv<r6qDT  
9xyj,;P>  
扩展阅读 ZOK2BCoW  
 开始视频 z 3fS+x:E{  
-     光路图介绍 )7Gm<r  
 该应用示例相关文件： wAkpk&R  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 kq8:h  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 [94A?pn[z  
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D'ZR>@w@  
QQ：2987619807 m"<0sqD;