[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) ZXY5Xvt:v  
应用示例简述 |-e*^|  
1. 系统细节 7*r Q6rAP  
 光源 SWNi@  
— 高斯激光束 _rR+u56y-  
 组件 X2}\i5{  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统
`{gkL-  
— 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 1y2D]h/'  
 探测器 _[<R<&jG  
— 视觉感知的仿真 j#f+0  
— 高帽，转换效率，信噪比 /!=uM.  
 建模/设计 j\B]>PP5  
— 场追迹： zcF~6-aQ  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 o8-BTq8  
=;W"Pi;*  
2. 系统说明 w9rwuk  
mSp-  
Hz
cy'  
1XSA3;ZEc  
3. 建模&设计结果 $3[IlQ?  
y<W?hE[  
不同真实傅里叶透镜的结果： GpMKOjVm|  
5Q#;4  
=Mzg={)v  
@zL)R b%P$  
4. 总结 +dX1`%RR[  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ZR.1SA0x?O  
Sf);j0G,D  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。
m2E$[g  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 |Zr5I";  
p(QB5at  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 orVsMT[A  
*Z>Yv37P  
应用示例详细内容 rbiNp6AdL  
H%t/-'U?  
系统参数 bW(+
Aw=O  
|R8=yO%(  
1. 该应用实例的内容 g0
v},n  
! E`Tt[  
9I0/KuZd O  
gh=s#DQsFw  
l+Dl~o}  
2. 仿真任务 a*REx_gLG  
kMWu%,s4  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 8 !Pk1P  
q>/# P5V  
3. 参数：准直输入光源 JZQkr  
5LbU'5  
qR4
('  
EAn}8#r'(8  
4. 参数：SLM透射函数 bN$`&fC
0  
Sj]k5(&  
A
${b]  
5. 由理想系统到实际系统 {Z 3t0F  
0,)B~|+  
.F:qJ6E  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 zWoPa,  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 YLmzMD>  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 34
-
QgE  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 TC[_Ip
&  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 `2c>M\c4U  
5tT-[mQ*  
F@Y)yi?z  
AWHB^}!}  
|-4C[5rM  
应用示例详细内容 DnvJx!#R  
4o8uWS{`  
仿真&结果 ;F9<Yv  
|7
n&I`#  
1. VirtualLab中SLM的仿真
i/9QOw~  
L@2%a'  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 ,cPNZ-%  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 pW7vY)hj  
 为优化计算加入一个旋转平面 z"*X/T  
9PjL 4A  
ez=$]cln  
fI>>w)5  
2. 参数：双凸球面透镜 4b=hFwr[?  
@iK=1\-2  
n"vl%!B  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ^ AxU  
 由于对称形状，前后焦距一致。 _ vVw2HH  
 参数是对应波长532nm。 ,X(P/x{B  
 透镜材料N-BK7。 5QB]2c^  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 4[a?..X  
wLC!vX.
S  
vzK*1R5  
rs{e6  
V#[I/D  
(oX|lPD<b  
3. 结果：双凸球面透镜 J~KWn.  
dl;~-'0  
F+PIZ%  
 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。 8v@6 &ras@  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 EW*
!_|  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 pg~vt
eq5  
IGv_s+O-*  
<h|XB}s+  
Q:eIq<erY  
2 P+RfE`o  
4. 参数：优化球面透镜 ;Q&38qI  
u8qL?Aj^  
WRU/^g3O@'  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 k%E9r'Ac  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 xEQ2iCeC  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 v#&r3ZW0  
 透镜材料同样为N-BK7。 w{k8Y?  
kf\n  
v{`Z  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 j*f%<`2`j  
d=V4,:=S  
jUtrFl  
;~T)pG8IS  
5. 结果：优化的球面透镜 tk"L2t  
1rh\X[@  

0/hX3h  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 %y.9S=,v,  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 p 7IJ3YY  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 B%gk[!d}8  
$l-|abLELz  
%HSS x+2oR  
+#8?y 5~q  
6. 参数：非球面透镜 i@e.Uzn  
Oh6_Bci  
!iUdej^tx  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 7iu?Q  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 MuB8gSu  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 rubqk4  
HX\@Qws  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 >SpXB:wx  

dVc;Tt  
BF8n: }9U  
IrQ8t!  
FQNhn+A  
7. 结果：非球面透镜 iKv`
[k  
_?<Y>B, E  
(y|{^@  
 生成期望的高帽光束形状。 Ug^C}".&  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 5~k-c Ua  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Pc{D,/EpR  
SF+ ^dPwj  
ONJW*!(  
*LcLYxWo  
;=: R|  
8. 总结 I9*o[Jp5  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Fp4?/-]  
}B
w=2 ~  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 $D5[12X
 
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 qyl~*r*  
^.Q{Aqu#.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。 $>v^%E;Y4  
//@_`.  
扩展阅读 Uy^Hh4|  
Y>t*L#i  
扩展阅读 nQK@Uy5Yr  
 开始视频 8F($RnP3  
-     光路图介绍 /' L20aN2  
 该应用示例相关文件： PN/2EmwtC  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 _tL+39 u  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 E#Ynn6  
&=|W95  
qMYR\4"$  
QQ：2987619807 a$#,'UB