[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) FQ);el'_V  
应用示例简述 OYe @P  
1. 系统细节 `DEz ` D  
 光源 0T
q6\:  
— 高斯激光束 w@hm>6j  
 组件  M*%iMz  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 qF>}"m  
— 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 Cfa?LgSz  
 探测器 9HWtdJ+^C=  
— 视觉感知的仿真 1;SWfKU?.  
— 高帽，转换效率，信噪比 N'TL &]  
 建模/设计 d6wsT\S  
— 场追迹： d'PjO-"g  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Zpg$:Rr  
/I="+  
2. 系统说明 xa
ejG/'iK  
#p0vrQ;5f  
i:@00)V{,  
O
"^KX5  
3. 建模&设计结果 fAYm3+.l3  
{5:y,=Y  
不同真实傅里叶透镜的结果： @ 3FTf"#Y  
cu.f]'  
F?TAyD*  
Xn4U!<RT"  
4. 总结 mI@]{K}Q%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 @"];\E$sI  
;ZB[g78%R%  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 UP^{'eh  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 v 6Tz7  
}>>BKn   
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。 Yaht<Hy  
9>%ti&_-jt  
应用示例详细内容 mZ'`XAS~;  
X&pK#=  
系统参数 eA4@)6WP(  
u05Zg*.[  
1. 该应用实例的内容 3 rV)
JA  
Fep#Pw1  
wm!Y5  

_5y3<H<?  
hgLwxJu  
2. 仿真任务 {+!m]-s  
w>J|416  
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。 H9F\<5n]-l  
5_9mA4gs@  
3. 参数：准直输入光源 L slI!.(  
Wyd,7]'z)Z  
FY@ErA7~  
3a_~18W  
4. 参数：SLM透射函数 { owK~  
GMyzQ]@}  
9s7sn*aB#5  
5. 由理想系统到实际系统 [}}?a  
mbK$_HvU  
4[v %]g`  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 $i;%n1VBg  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 Z.ky=vCt  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 1/:WA:]1,  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 1Ue)&RW  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 bj=kqO;*O  
KLrxlD4\  
5ro^<P0f**  
pX `BDYg.  
SvLI%>B
=9  
应用示例详细内容 $F"'=+0  
bz<f u  
仿真&结果 SfLZVB  
T
{<riJ`O  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ZF^$?;'3  
Q'>pOtJG*J  
 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)。 f~ kz=R=  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 agp`<1h9  
 为优化计算加入一个旋转平面 *")Req  
F!(Vg  
^YiGvZJ  
K[r<-6TS  
2. 参数：双凸球面透镜 3}~.#`QeY  
%? -E)n[  
cNOtfn6?F  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 j
whc;y  
 由于对称形状，前后焦距一致。 d5jZ?
  
 参数是对应波长532nm。 /enlkZx=8  
 透镜材料N-BK7。 BQTZt'p  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 3Z/_}5%"  
RC?gozBFJ  
:+#$=4  
W>W b|W  
>J(._K  
a8nqzuI  
3. 结果：双凸球面透镜 5argw+2s4$  
b?i5C4=K  
rMr:\M]t  
 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。 X\&CQiPS  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 lgrD~Y (x  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 XNbeYj  
orBB
5JJ  
:`Kv\w.  
./5LV)_`  
.Nk'y
ow  
4. 参数：优化球面透镜 4Ys\<\~d  
|xYr0C[Pq  
+q*WY*gX  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 vo(riHH  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Z;/QB6|%  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 %Yw?!GvL[  
 透镜材料同样为N-BK7。 zH|YVg  
L;RHshTy  
NW]zMU{c  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 UA4="/  
'`+8'3K~E  
~cr##Ff5  
A4{14Y;?  
5. 结果：优化的球面透镜 pYN.tD FO  
A_8Xhem${  
Q Uy7Q$W  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 G]v BI=  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ?kM2/a"{G  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ^=Dz)95c  
Phq"A[4=O  
+h]~m_O  
mP*Ct6628n  
6. 参数：非球面透镜 RE0ud_q2  
{"PIS&]tR  
)&6ZgRq  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ~`97?6*Ra  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 'nIKkQ" N  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ~Z`Cu~7  
*3iEO>  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ctOBV  
s3-TBhAv  
&M>o  
6nA/LW\x  
3d`u!i?/  
7. 结果：非球面透镜 ^]5^p9Jt"e  
%ZsdCQc{`  
{h*)|J  
 生成期望的高帽光束形状。 NR3h|'eC  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 `O0bba=:=  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 #HDP ha  
w2H^q
3*  
9^+E$V1@  
+mPVI
 
3ytlD'  
8. 总结 'iWDYZ?  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 FLo`EE":O(  
oTJ^WePZQ  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 w2SN=X~#  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 h_HPmh
5  
kBU`Q{.  
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。 p%R+c  
7NvnCs  
扩展阅读 !^'6&NR#K  
Ot+Z}Z-  
扩展阅读 '':MhRb  
 开始视频 ZaYUf  
-     光路图介绍
GdYQq.  
 该应用示例相关文件： MTip4L W9  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 m[CyvcF*u  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 <0!<T+JQ  
cd|/4L6  
Zi?:< H}  
QQ：2987619807 ^z`d2it