[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) ,+qVu,  
应用示例简述 OmM=o*d  
1. 系统细节 w;Q;[:y  
 光源 !R*-R.%  
— 高斯激光束 =fm]Dl9h*  
 组件 -(`OcGM'L  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 p^(&qk?ut  
— 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 st"{M\.p  
 探测器 ?[*0+h`en  
— 视觉感知的仿真 `cx]e  
— 高帽，转换效率，信噪比 U yw-2]!n  
 建模/设计 '(f/~"9B  
— 场追迹： 5TBp'7 /s~  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 AtR?J"3E  
}SIGPVM  
2. 系统说明 l5+gsEux]  
bs9aE<j  
:K\mN/ x  
Q]rD}Ckv-  
3. 建模&设计结果 iK?b~Q  
Z/^
 u  
不同真实傅里叶透镜的结果： "cTncL  
5Z4-Z  
tbnH,*  
%>gW9}kB  
4. 总结 0Ok,oW{  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 {lth+{&L#  
DzQ1%!  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ~&\ f|%  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 T#pk]c6Q  
B?$ "\;&  
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。 &V>fYgui  
T[=S$n-'  
应用示例详细内容 "O8gJ0e  
>NB?&|  
系统参数 sH[ -W-  
K[chjp!$l  
1. 该应用实例的内容 do uc('@  
9Lh|DK,nV/  
nC {K$  
$+}+zZX5  
v^ d]rSm  
2. 仿真任务 X-Wz:NA  
y*{Zbz#{  
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。 DO7W}WU  
,G#.BLH cX  
3. 参数：准直输入光源 T0
)"1D<l  
y2O4I'/5<  
<o2r~E0r3  
kY]W
Qu  
4. 参数：SLM透射函数 iYnEwAoN;  
KJE[+R H+z  
Sx
   
5. 由理想系统到实际系统 Z ,^9Z  
?^:h\C^
a"  
vpPl$ga5bY  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 (;. AS  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 lyCW=nc  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 `>DP,D)w(  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Oi"a:bCU  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 {{C`mgC  
9+,R`v  
!L5jj#0  
^$%Z!uz  
RFh"&0[  
应用示例详细内容 xf%4, JQ  
?muzU.h"z  
仿真&结果 \.XLcz  
?=GXqbS"  
1. VirtualLab中SLM的仿真 5 ,0d  
+.RKi!  
 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)。 crO@?m1  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 _md=Q$9!m  
 为优化计算加入一个旋转平面 J
O14KY*%  
m~Ld~I"  
U $Qv>7  
7=@jARW&  
2. 参数：双凸球面透镜 *`( <'Z  
61U<5:#l  
.I3?7  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 z9W`FBg  
 由于对称形状，前后焦距一致。 HaA1z}?n  
 参数是对应波长532nm。 Y+/JsOD  
 透镜材料N-BK7。 `ovtHl3Q  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 lq.Te,Y%w  
yV)m"j  
,wwZI`>-  
zb6ju
]2  
7\o!HMfK  
3p?KU-  
3. 结果：双凸球面透镜 79zJ\B_  
9*6]&:fm  
pIWI  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 UDf9FnG}L  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。
iE0ab,OF  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 n(~\l#o@  
\Mv":Lm1  
WS& kx~oQ  
c41: !u^  
/8@m<CW2Y  
4. 参数：优化球面透镜 -
#-p1^v}  
s?WCnT  
wx=0'T-[  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ^s\3/z>b4!  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 x0a.!  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 r%Rs0)$yj  
 透镜材料同样为N-BK7。 {|9}+ @5Q1  
}~Q"s2  
9ykM3  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 9^P2I)aD  
*cWmS\h|  
a:SQ16_?  
l2b{u GE  
5. 结果：优化的球面透镜 j:5%ppIY  
`n!viW|tB  
[%HIbw J  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 7#;vG>]  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 b7C e%Br  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 O`FqD{@V  
$#o1MX  
(yQ 5`  
:

ZdUx  
6. 参数：非球面透镜 ^[TV;9I*  
8OWmzY_=  
EruP  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 \d.F82  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 yI:# |w|  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ?y},,  
V6iL5&  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 >L((2wfiN  
B7NtkMK  
'(@YK4_M  
~4.r^)\  
~>ME'D~  
7. 结果：非球面透镜 ic6L9>[  
i~=s^8n`l  
Iyk6=&?j  
 生成期望的高帽光束形状。 L^9HH)Jc  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 \hk/1/siyF  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 `ZHP1uQ<  

&ju-  
^<V9'Ut  
^Uw[x\%#gD  
y93k_iq$S  
8. 总结 lHBI  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。  SVP:D3)  
90 {tIX  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 T)u4S[ &  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 :x>T}C<Y  
:,]S}R  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 kv|,b  
2@@l{Y0f6  
扩展阅读 O@U?IF$  
sn\;bq  
扩展阅读 <3 @}Lj  
 开始视频 ~P1_BD(  
-     光路图介绍 gzfbzt}?  
 该应用示例相关文件： J2Et-Cz1  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 /MMtTB H  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 HR{s&ho  
eO5ktEoJ  
vd~U@-C=R  
QQ：2987619807 3_ 2hC!u!K