[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) pR7G/]U$A  
应用示例简述 4qR Q,g{$T  
1. 系统细节 K{h]./%  
 光源 *YOnX7*Km  
— 高斯激光束 3lgyX/?o  
 组件 iZ;jn8  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 \/%Q PE8  
— 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 F+-MafN7Y  
 探测器 uHh2>Px  
— 视觉感知的仿真 8(K~QvE~  
— 高帽，转换效率，信噪比 $4)guG)  
 建模/设计 [/^g) ^s:  
— 场追迹： V0B4<TTAo~  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 S?WUSx*N  
1@@]h!>k:  
2. 系统说明 cwU6}*_zn  
sW`iXsbWM>  
oYm"NDS_.  
C>-"*Lt  
3. 建模&设计结果 `b$I)UUm  
fkG"72 95A  
不同真实傅里叶透镜的结果： 7cQw?C  
Ok"wec+,  
Gwk@X/q  
t)b>f~  
4. 总结 }z@hx@N/  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 M/ \~  
c
v&hT.1  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 "q8'tN><  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 2)H|/  
]z@]Fi33Y  
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。 PSvRO%&  
[)KfRk?};2  
应用示例详细内容 '7%9Sqx  
'a9.JS[pj  
系统参数 Y*Rqgpu $  
a#@opUn-  
1. 该应用实例的内容 *tqeq y-X  
*V+fRN4 W  
}zLE*b,  
3KZ h?~B  
v7RDoO]I  
2. 仿真任务 A-5%_M3\G  
HxAa,+k  
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。 ijT^gsLL  
X13bi}O6#  
3. 参数：准直输入光源 F U%b"gP^  
fe,CY5B{  
T~d';P  
!h;VdCCi#  
4. 参数：SLM透射函数 U$%w"k7^(  
QX/`s3N  
U^S0H(>  
5. 由理想系统到实际系统 xr-scdh2  
P#]jPW  
jKs8i$q  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 v?t+%|dzA  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 -
.G0k*[d  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 9)`wd&!  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ekXHfA!i%  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 EJsb{$u  
~M=`f{-$K  
W@LR!EW)  
(TsgVq]L  
W*#/@/5  
应用示例详细内容 \(s";@  
R8]bi|e)  
仿真&结果 qxNV~aK  
6I<`N  
1. VirtualLab中SLM的仿真 RdjUw#\33b  
[VHt#JuN,  
 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)。 6{ Eh={:b  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 bT |FJ\aC  
 为优化计算加入一个旋转平面 j@f(cRAf#  
N~_gT Jr~P  
q^)(p' X  
%\u>%s
<9  
2. 参数：双凸球面透镜 v}U;@3W8U  
1{qg@xlj  
iW)Ou?aS  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 ?UzHQr  
 由于对称形状，前后焦距一致。 7UiU3SUcg  
 参数是对应波长532nm。 Wh7nli7f_  
 透镜材料N-BK7。 ]v@,>!Wn  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 >{[J+f{~|  
uFgw eOJ  
b?l\QMvi  
ofV{SeD67  
C\Rd]P8\  
60m1 >"  
3. 结果：双凸球面透镜 ZzY6M"eUXD  
E
^G=  
;%&@^;@k%  
 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。 =:lacK(0  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 DBRT
ZES  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 +Aq}BjD#  
;NEHbLH#F  
2zAS \Y  
QHeUpJ/^  
_[V 6s#Wk3  
4. 参数：优化球面透镜 QCMF_;aNI  
W NCdk$  
>dO^pDSs  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 p("do1:  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 {|50&]m  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 !^%b|=[  
 透镜材料同样为N-BK7。 _nF_RpS  
tO#y4<  
MZ.Jk
f(  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 N6eY-`4y  
Ngr7E  
S&yCclM  
5,A/6b  
5. 结果：优化的球面透镜 Z+4J4Ka^!(  
nX~sVG{Q  
BX?Si1c  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 aV1(DZ83  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 :%{8lanO  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。
16AYB17  
#q
zozQ4  
!,]_tw>R  
{Q0"uE)-.  
6. 参数：非球面透镜 hP #>`)aNY  
$8b/"Qm  
#R &F  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 +=*ZH`qX  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 z5?xmffB  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 N.uw2Y%  
{?82>q5F  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 J::dY~@  
NVQIRQ.  
z7}@8F  
{min9  
h_J'd
JS  
7. 结果：非球面透镜 0@z78h=h  
qT(j%F  
r>5,U:6Q/  
 生成期望的高帽光束形状。 -*3wNGh{  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 <EJC.WWJa  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 RszqDm  
Y.ic=<0H  
HyB!
8M|  
Rgg(rF=K6  
^;M!u8[  
8. 总结 V^"5cW  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 7JjTm^bu  
A+AqlM+$i  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 |#"<{RS+w  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 rB-&'#3%  
Y~,N,>nITu  
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]BN.SHE_  
$Z #  
扩展阅读 @hp@*$#& 9  
Y2}\~I0  
扩展阅读 \G2&   
 开始视频 5G|(od3  
-     光路图介绍 \7jK6;R<  
 该应用示例相关文件： &W*9'vSm.  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 kLK}N>
v}X  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 n"*A.  
JS}iNS'X  
!CUrpr/*  
QQ：2987619807 d=`hFwD9