[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) Oi#4|*b{W  
应用示例简述 L{`S^'P<  
1. 系统细节 /V'^$enK!}  
 光源 =BD}+(3  
— 高斯激光束  R&oC
9<  
 组件 tW<i;2 l  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 k^<s
|8Y  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 ?:StFlie  
 探测器 \YUl$d0  
— 视觉感知的仿真 .'`7JU#{  
— 高帽，转换效率，信噪比 .II*wKk  
 建模/设计 R-7.q  
— 场追迹： mL5Nu+#  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 b\6)whh  
Yz<,`w5/6~  
2. 系统说明 ?yAp&Ad  
So?.V4aD_  
zzlqj){F  
6yDj1PI  
3. 建模&设计结果 N$'/J-^  
+IS+!K0?)  
不同真实傅里叶透镜的结果： cnJL*{H<2  
1Yr&E_5/  
~bm VpoI  
@ P:b\WCI  
4. 总结 ( mV*7Z  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 QuF76&)7  
cb36~{  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 kXjrc  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 4Cd#S9<ed  
euxkw]`h6  
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。 $? 'JePC
 
%62W[Oh5  
应用示例详细内容 
6snDv4  
D8S?xK7[  
系统参数 ~Te9Lq|  
"zN2+X"&  
1. 该应用实例的内容 _:RQ9x'  
VV_Zrje  
aJ!(c}N~97  
` u|8WK:  
'A^;P]y  
2. 仿真任务 C-wwQbdG/  
-|1H-[Y(  
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。 G,jv Mb`+  
/6?A#%hc  
3. 参数：准直输入光源 }kNbqwVP  
v~l_6V}  
n jfh4}g:  
/KL;%:7  
4. 参数：SLM透射函数 A~2U9f+\  
}JP0q  
]1 V,_^D  
5. 由理想系统到实际系统 .2K4<UOAbm  
S%NS7$`a  
' 91-\en0  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Y 6NoNc]h  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 +2DzX/3  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ,H_b@$]n8  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ym\AVRO{  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 >"OwdAvX  
0r4,27w  
P M x`PB  
-K"" 4SC2  
Z$UPLg3=;_  
应用示例详细内容 -dj9
(~?^  
v?BVUH>#
9  
仿真&结果 Fi7G S;  
p"xti+2,  
1. VirtualLab中SLM的仿真 P^lzl:|  
tQ,,krw~  
 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)。 OpNTyKbaD  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 @&I7z,  
 为优化计算加入一个旋转平面 *Ce8( "v,  
xJ-(]cO'  
Lip(r3  
`6R.*hq  
2. 参数：双凸球面透镜 -\6";_Y  
BLepCF38  
\d"uR@$3mG  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 F!>92H~3G  
 由于对称形状，前后焦距一致。 .C6wsmQ  
 参数是对应波长532nm。 I.4o9Z[?  
 透镜材料N-BK7。 iY|zv|;]=  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 LTn@OhC  
WfdM~k\  
A^m]DSFOO  
@;6I94Bp  
x4_xl .  
z: ;ZPSn  
3. 结果：双凸球面透镜 YK=o[nPmK  
B-R& v8F  
@]{+9m8G@  
 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。 m'!smSx8  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 lmsO 6=I4F  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 ?(t{VdZSzQ  
\!*3bR  
?k|}\l[X1  
Wzn!BgxRr  
jD<fu  
4. 参数：优化球面透镜 ,qj1"e  
)335X wA+  
0P+B-K>n  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 b}f#[* Z  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 !ek};~(  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 p{V_}:|=Q  
 透镜材料同样为N-BK7。 EgYM][:UU  
'\,|B x8Q  
b`9J1p.;  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 @nh*H{  
x;F^7c1  
vqeWt[W v  
9=l6NNe)|  
5. 结果：优化的球面透镜  Y ,  
M*+MhM-  
k2-:!IE  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 rnkq.  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 UI?AM 34  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ,G
U|3  
odPdWV,&*  
y8HwyU>  
E7CeE6U  
6. 参数：非球面透镜 u@@0YUa  
+WH|nV~lQ  
"3?N*,U_  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ].!^BYNht  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 
L@&(>  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 c; MF  
sOf;I]E|  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 h1A/:/_M6  
qH8d3?1XO  
Ir,3' G  
(C&Lpt_  
AB:JXMyK  
7. 结果：非球面透镜 2~wIHtd  
'g@Yra&09  
lQq&tz,  
 生成期望的高帽光束形状。 
nZtP!^#  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 fqY;>Z  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 J^Mq4&  
!D \u2h  
MB"TwtW  
Il
8,g+W]  
'f "KV|  
8. 总结 L3@upb  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 .^F(&c*['  
4[.DQ#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。 CI}zu;4|  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Pw:{  
f)b+>!  
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。 -,Oq=w*EV  
2BGS$$pP  
扩展阅读 }j_2K1NS{  
p!_3j^"{  
扩展阅读 Ocp`6Fj  
 开始视频 C-:lM1  
-     光路图介绍 WxrGoo^  
 该应用示例相关文件： tW8&:L,m  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 *?o`90HHP[  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 !VzbNJ&'  
^{m&2l&87  
pVa9g)+z}  
QQ：2987619807 z5_#]:o&