[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) Jzj1w}?H  
应用示例简述 I2TaT(e\  
1. 系统细节 , 0imiv  
 光源 2-7IJ\  
— 高斯激光束 Q(lo{AFc  
 组件 `Zf^E >)  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 *;1,5L  
— 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 ^?U!pq-`  
 探测器 Q?e*4ba  
— 视觉感知的仿真 hakKs.U|[  
— 高帽，转换效率，信噪比 pi /g H  
 建模/设计 8C[C{qOJ  
— 场追迹： ugo.@   
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 FB
_pw!z  
m5L-67[sB  
2. 系统说明 #z&&M"*a|  
%`O
J.:k  
e}Cif2#d~  
0*rQ3Z  
3. 建模&设计结果 Anscr  
AmaT0tzJC  
不同真实傅里叶透镜的结果： 'ixw
D^x  
fBalTk;G{U  
d{XO/YQw  
^.#jF#u~  
4. 总结 ;ado0-VQi'  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 }2(,K[?  
vW
Rju*Z&  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 LNrX;{ Z  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 
TR<<+  
ux_Mr
h'  
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。 "ul {d(K3  
0o+6Q8q  
应用示例详细内容 CACTE  
twP,cyR  
系统参数 V>ieh2G(  
q0$ !y!~  
1. 该应用实例的内容 nX(+s*Y+w  
)6+eNsxMlC  
rypTKT|U;  
P^w
#S  
U7oo$gW%|T  
2. 仿真任务 iTag+G4*  
TYJ:!  
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。 !R1.7}O  
eU<]o< \Qo  
3. 参数：准直输入光源 HuwU0:*  
dgA-MQ5{  
j:E<p_T  
]@uE#a:[  
4. 参数：SLM透射函数 o(:[r@Z0z  
^@qvl
%j  
e XfZ5(na  
5. 由理想系统到实际系统 <5NF;  
PI`jExL  
-C<zF`jO  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ,Fi>p0bz  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 .G+Pe'4a  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 \/1<E?Q f  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 VUhbD  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 'ow.=1N-
 
9A,^c;  
c05%iv  
n84GZ5O>7  
4dhvFGlW  
应用示例详细内容 #Sa27$&.>  
" t7M3i_  
仿真&结果 ]79:yMD~ba  
[o.B  
1. VirtualLab中SLM的仿真 %-<'QYYP  
R1& [S/  
 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)。 /r-aPJX  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 J,zO2572u  
 为优化计算加入一个旋转平面 $6CwkM:  
6%fKuMpK(  
|]aE<`D  
^b7GH9<&  
2. 参数：双凸球面透镜 TOoQZTI  
q+[SbG&  
(sQr X{~  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 !>>f(t4  
 由于对称形状，前后焦距一致。 >P/][MT  
 参数是对应波长532nm。 \TF!S"V  
 透镜材料N-BK7。 L*Me."*  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 P1NJ
^rX  
VwEb7v,^0\  
PI*82,f3dE  
{&"L~>/o  
tqy@iEz+  
zLF?P3^  
3. 结果：双凸球面透镜 0d3+0EN{  
AQc,>{Lm  
JkGnKm9G  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 fPR$kch  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 NNF>Xa`9,  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 4&HXkRs:  
ru`U'  
ay %KE=*v  
p2N:;lXM  
W;1|+6x  
4. 参数：优化球面透镜 8&Myva  
2>\v*adG  
fl;s9:<  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 gaf$uT2  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 KE1ao9H8wR  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 k"N(o(  
 透镜材料同样为N-BK7。 {,cCEXag%  
tV9LD>3  
ql GW.jY.  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 2..,Sk  
_Cw:J|l.  
f""`cdqAOh  
5`]UE7gT  
5. 结果：优化的球面透镜 W[[bV  
,+;:3gRk9  
5[{*{^F4  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 /j"sS2$U  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 \7z^!m  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 `mH %!{P  
pr,p=4m{\  
=V97;kq+v  
N4K8 u'f^  
6. 参数：非球面透镜 #,(sAj  
<e%F^#y_
 
0)m8)!gj  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 %~NH0oFO  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 )U:2z-X&e  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 xw<OLWW  
OndhL
Lz  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ^")F7`PF  
+]:2\TTGI  
O;[9_[  
.7ayQp  
ExHAY|UA  
7. 结果：非球面透镜 l_/C65%.:  
<uP
^-bv;(  
s|bM%!$1  
 生成期望的高帽光束形状。 _ia!mT<  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 S06Hs~>Y  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 t>UkE9=3\  
@LD6:gy  
;%q39U}  
;/AG@$)  
|-2}j2'  
8. 总结 g+z
J?  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ET^|z  
cX2^wu  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 V
U!w!GN]Y  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 "u')g&   
e5
v`;(^M  
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。 t]_S  
nX%AeDBAT  
扩展阅读 J>S3sP  
0??Yr  
扩展阅读 M7y|EB))  
 开始视频 p_terD:  
-     光路图介绍 !)OB@F%U  
 该应用示例相关文件： o#i ]"  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 (RF>s.B<  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 z)L}ECZh9  
nTnRGf\T  
$@[)nvV\  
QQ：2987619807 x6yW:tUG5