[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) >Vjn]V5y  
应用示例简述 jr?/wtw  
1. 系统细节 V<W;[#"  
 光源 {0Y6jk>I  
— 高斯激光束 ]i$y;]f  
 组件 R`Z"ey@C  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 IBo  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 gTXpaB<  
 探测器 M|mfkIk0MB  
— 视觉感知的仿真 _huJ*W7lR  
— 高帽，转换效率，信噪比 t]@>kAA>2L  
 建模/设计 e
IY`RMo (  
— 场追迹： YHQ]]#'  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 uR5+")r@S  
]s AuL
!  
2. 系统说明 Sb/?<$>  
iX]OF.:   
uBx\xeI  
y>aO90wJ  
3. 建模&设计结果 JM|HnyI  
JM,%| E  
不同真实傅里叶透镜的结果： *VsVCUCz5*  
V;xPZ2C;  
=JIceLL  
-&>V.hi7  
4. 总结 E6TeZ%g  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 X$we\t  
|p&EP2?T  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 p{^:b6  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 BX0lk  
"dX~J3$  
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。 @"MYq#2c$  
7qB
4_  
应用示例详细内容 UpGDLbf^  
FT-.gi0  
系统参数 >nghFm  
DJ,LQj  
1. 该应用实例的内容 'Z4}O_5_  
Wn(!6yid  
,SR7DiYg  
0vm>*M*p
 
V2Vr7v=Y"  
2. 仿真任务 #XDgvX >  
CvY+b^;  
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。 P[ :_"4U  
\dtiv&x  
3. 参数：准直输入光源 \Mg_Q$  
kWXLncE  
H~+A6g]T  
e c&Y2  
4. 参数：SLM透射函数 >>P5 4|&  
S\).0goOW  
U"k$qZ[
 
5. 由理想系统到实际系统 lA5Dag'  
smf"F\Ws  
V%oZT>T3  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 \"a{\E,{;  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 P }sr  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 )RJEOl1  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 gm-[x5O"  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 eIkKsgr>  
=b%}x >>  
<=*
f  
t@qf/1  
1D*=ZkA)  
应用示例详细内容 uAn}qrqE9  
CQ!pt@|d  
仿真&结果 SndR:{  
q Q\j  
1. VirtualLab中SLM的仿真 !RI _Uph  
f jx`|MJ  
 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@o&c%K"  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 U N9hZ>9  
 为优化计算加入一个旋转平面 bE_8NA"2  
tqGrhOt  
K;RH,o1  
Al-`}g+^  
2. 参数：双凸球面透镜 Y %"Ji[  
L^sjV/\oW  
$H)^o!  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 _%nz-I  
 由于对称形状，前后焦距一致。 xLW$>;kI  
 参数是对应波长532nm。 yajdRU  
 透镜材料N-BK7。 `L'g<VK;  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 
3_  
-'&/7e6>y  
sey,J5?  
|?!i},Ki;  
3:+9H}Q  
Oidf\%!mvR  
3. 结果：双凸球面透镜 o:Fq|?/e  
T}#iXgyx  
}s~c(sL?;  
 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。 y}?|+/ dN  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 @Vm*b@  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 }t H$:Z  
~non_pJ  
j6m;0
3<|  
\2\{c1df  
2*:q$c  
4. 参数：优化球面透镜 n#(pT3&  
k#].nQG  
P%3pM*.  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 G|wtl(}3  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 0fsVbC  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 4zoQe>v~  
 透镜材料同样为N-BK7。 U$OZkHA[  
3!CUJs/W  
8dczC  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 .GrOdDK$ns  
]5ZXgz  
QN:v4,$d  
i>m%hbAk  
5. 结果：优化的球面透镜 51|ky-
  
#Bd]M#J17a  
QNNURf\[(  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 kKX' Y+  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 MGg(d  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Tgdy;?  
={BD*=i  
@62T:Vl  
(80m'.X  
6. 参数：非球面透镜  W2vL<  
gaF6j!p  
mWp>E`l  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 *8}b&4O~  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ?.~1%l!  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 g)X3:=['  
1h,iWHC  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 .~]|gg~  
8w0~2-v.?V  
VBhUh~:Om  
$RD~,<oEm  
}icCp)b>v  
7. 结果：非球面透镜 DH(<{ #u  
2dn^K3  
_#8hg
wf>  
 生成期望的高帽光束形状。 2b"*~O;  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 78&|^sq  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 n$iX6Cd  
tLE8+[ SU  
8!
_jZf8  
T+Oqd\05.+  
 E]V, @  
8. 总结 u?^V4 +V  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \6b~$\~B  
aKI"<%PNn  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 l<=;IMWd  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 w~3X m{  
}d[(kC_  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 iE%"Q? Q/  
z:QDWH  
扩展阅读 Hm-#Mpw  
5!c/J:z  
扩展阅读 RY-iFydPc  
 开始视频 jv)+qmqo!  
-     光路图介绍 -]N2V'QB  
 该应用示例相关文件： X4;U4pU#  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 s QDgNJbU  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 2#wnJdr6E  
i ;FKnK  
8v$q+Wic  
QQ：2987619807 V DF
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