[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) AIw<5lW  
应用示例简述 hO0g3^  
1. 系统细节 B),Z*lpC  
 光源 d2(3 ,  
— 高斯激光束 v `7`'  
 组件 *{s 3.=P.  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 DE" Y(;S  
— 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 ]]8^j='P
'  
 探测器 2~RG\JWTA  
— 视觉感知的仿真 sH /08Z  
— 高帽，转换效率，信噪比 iBaz1pDc  
 建模/设计 |}naI_Qudv  
— 场追迹： CCU<t Q  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ^Bu55q  
Ff{dOV.i  
2. 系统说明 Tb<}GcwJ  
QBL|n+  
B):hm  
c@/K}  
3. 建模&设计结果 SRek:S,  
`F4gal^ ^  
不同真实傅里叶透镜的结果： !nt[J$.z^  
g0>Q* x  
#7|73&u(  
feG#*m2g  
4. 总结 )k6kK}  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 m\e?'-(s  
;T*o RS  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 9q_c`  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Y[Eq;a132  
MyaJhA6c  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 z`(">J  
WWG+0jQ9  
应用示例详细内容 eq,`T;  
aKC,{}f$m  
系统参数 %hCd*[Z}j  
G*%:"qleT$  
1. 该应用实例的内容 (qdvvu#E  
@23~)uiZa  
5Sx.'o$  
*:V+whBY  
?3a:ntX h  
2. 仿真任务 !8OgaMngzF  
M*2 Nq=3  
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。 SaSj9\o  
,v_NrX=f?  
3. 参数：准直输入光源 M3Oqto
<8"  
lGpci  
Cxra(!&  
|(3"_  
4. 参数：SLM透射函数 uS7kkzt-x  
yoG*c%3V?  
B
V=~!tsl  
5. 由理想系统到实际系统 'b:e8m  
S pk8u4  
6|Xe ],u  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ]-cSTtO  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 DhD^w;f]  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 hO; XJyv  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 -mw`f)?Ev  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 h&2l0|8k  
FwUgMR*xq  
OxqkpK&  
v"-K-AQjB  
bW^C30m  
应用示例详细内容 _BZ6Ws$C2  
(!%9#  
仿真&结果 IR|#]en  
o>\o=%D.a  
1. VirtualLab中SLM的仿真 B}0!b7!  
OJ r~iUr  
 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)。 SM\qd4
  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 `G`yA%  
 为优化计算加入一个旋转平面 z]R%'LGu  
'9!J' [W  
Z):Nd9  
9qUkw&}H  
2. 参数：双凸球面透镜 ZlP+t>  
EYA=fU  
U1O8u-X  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ?NR&3q
 
 由于对称形状，前后焦距一致。 9_fbl:qk;\  
 参数是对应波长532nm。 **JBZ\'  
 透镜材料N-BK7。 Lg{M<Q)4  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。  fj'7\[nZ  
&%m%b5  
#mkf2Z=t-  
E
B VG@  
:0Z\-7iK  

e, fZ>EJ  
3. 结果：双凸球面透镜 </2 aQn  
LGK@taw^  
V!/9GeIF  
 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。
HoK+g_9~  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 SEVB.;  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ;GIA`=a%  
OY8P  
U7Oa 13Qz  
 ?tA%A  
dz!m8D0  
4. 参数：优化球面透镜 xpc{#/Nk  
U~USwUzgY  
G"w [>m  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 zwz_K!229  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 w!'y,yb%  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 QiK-|hFj  
 透镜材料同样为N-BK7。 -E~r?\;X  
> l]Ble  
 TD%&9$F  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 )/)[}wN;j  
Em !%3C1r  
+abb[  
6%}`!_N<Mc  
5. 结果：优化的球面透镜 &>&6OV]P'  
x-]:g&5T  
FPH2dN  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ',K:.$My  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 6l[v3l"t  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 N`?|~g3  
Bal e_s^  
lrj&60R`w  
Va?i#<a  
6. 参数：非球面透镜 h3-^RE5\`S  
6~Dyr82"B  
` Nf  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 S~)`{ \  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 eh> |m>JY  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 >I/@GX/  
qYJ<I'Ux O  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 M[~{!0Uz g  
4wkv#vi7!-  
_",<at  
1y\bJ  
1Iy1xiP  
7. 结果：非球面透镜 W@ &a  
:9av]Yv&  
%S%IW  
 生成期望的高帽光束形状。 )z\#  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 jXLd#6  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 }79O[&  
#4./>}G  
$}{[_2  
9!(%Vf>  
S3l^h4  
8. 总结 Km $o@  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 &a=78Z  
8lzoiA_9  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 9TQVgkW  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 WG3!M/4r H  
G;flj}z  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 qB (Pqv  
>~nr,V.q  
扩展阅读 b>VV/j4!/  
g4b#U\D@)/  
扩展阅读 5!fOc]]Ow  
 开始视频 iiQ q112`  
-     光路图介绍 \ a,}1FS  
 该应用示例相关文件：
LXh}U>a9  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Jw8?o/1D@  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真
:;.^r,QAI  
hNsi 8/  
~abyjM  
QQ：2987619807 :CW^$Zvq