[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) 3fdx&}v/  
应用示例简述 O%hmGW4  
1. 系统细节 Wjf,AjL\  
 光源 o$4xi
nK  
— 高斯激光束 %]U'   
 组件 }={TVs^  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 o$Jop"To  
— 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 JI5%fU%O#n  
 探测器 3 *g>kRMJ  
— 视觉感知的仿真 q2SlK8`QJ  
— 高帽，转换效率，信噪比 zyh #ygH  
 建模/设计 GE S_|[Q  
— 场追迹： D# Gf.c  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 eI@nskq#  
AP:(/@K|  
2. 系统说明 |mS-<e8LY4  
l(~i>iQ 4  
K5"8zF)*  
QT<\E`v  
3. 建模&设计结果 8hZYZ /T  

-u n
K;  
不同真实傅里叶透镜的结果： qRbU@o.3  
pl4:>4l/  
wRj||yay#-  
S}}L& _  
4. 总结 HB0DG<c-  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 .Xcf*$.;s  
tbm/gOBw  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 &W
*do  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 tmgZNg  
h(4&!x  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 \;FE@  
mr[+\ 5  
应用示例详细内容 pl.x_E,HP  
S0]JeP+3!  
系统参数 xWuvT,^  
WMX
xP gik  
1. 该应用实例的内容 M/5+AsT  
LUfo@R  
t^|GcU]  
sz@Y$<o  
3D
X@ggE2  
2. 仿真任务 Nq>"vEq)  
+zINnX  
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。 5STk"  
CYn56eRK  
3. 参数：准直输入光源 N;|:Ks#!  
h~-cnAMt  
E/{v6S{)Y  
_(J4  
4. 参数：SLM透射函数 ZO*?02c  
]?*L"()kp  
S '(K  
5. 由理想系统到实际系统 kj]m@mS[  
2"pFAQBw~i  
mBON>Z[4.  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Rd|M)  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 -40s  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 1{$=N2U  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 iM +p{/bN  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 .gs:.X)TG9  
30<3DA_P  
Nc\jA=  
kB]?9
5>Wx  
:S=!]la0h  
应用示例详细内容 Zd~Q@+sH  
!~!\=e
tm  
仿真&结果  E-L>.tD  
~ea&1+Z[3  
1. VirtualLab中SLM的仿真 '~n=<Y  
*zl-R*bM$  
 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)。 1(vcM  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 G4{TJ,~  
 为优化计算加入一个旋转平面 T&u25"QOf  
<I.{meDg  

WF`  
x>
[f+Tc  
2. 参数：双凸球面透镜 %+ur41HM  
M6:$ 0(r  
~09kIO)  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 '$y.`/$  
 由于对称形状，前后焦距一致。 dEK bB  
 参数是对应波长532nm。 R~N'5#.*M  
 透镜材料N-BK7。 2,e>gP\]  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 -MuKeCgi  
mL3 Q  
-|( q9B  
I^!c1S  
0uhIJc'2  
sp&g  
3. 结果：双凸球面透镜 FcmL4^s.`  
D~r{(u~Ya  
_2rxDd1#.  
 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。 dZ"d`M>o6  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 ~RIa),GVX  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 _v +At;Y  
{!37w[s~  
-A)/CFIZ  
g<5G#  
oPC qv  
4. 参数：优化球面透镜 ^|lG9z%Foy  
~[`*)(4E  
QIu!o,B  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 nWsR;~pK  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 :my@Oxx4@  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 <hzuPi@  
 透镜材料同样为N-BK7。 &T[BS;  
HFTDea+#  
T[]kun  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 O*-sSf   
jWJ/gv~ $  
SCKpW#2dP{  
5HMDu
g;   
5. 结果：优化的球面透镜 YV"LM6`  
Cswa5l`af  
jS'hs>Ot  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 eVB.g@%T  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 {uji7
TB  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 kG|pM54:^  
8!VFb+  
2mVLR;s{_  
C!J6"j  
6. 参数：非球面透镜 u@$pOLI
 
TM?7F2
  
8@'Q=".J  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 :z}  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 tx{tIw^2;  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ?UV
^
6  
rCFTch"  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ufWd)Q  
0&|,HK  
*) ?Fo  
bLpGrGJs  
9dXtugp|  
7. 结果：非球面透镜 uSi/|  
~ E|L4E  
J>Uzd, /  
 生成期望的高帽光束形状。 {|Pz9a-:  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 hV4\#K[  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 9Ucn 6[W  
HJ,sZ4*]]  

pr(16P  
OY/sCx+c  
YOHYXhc{S  
8. 总结 %7oB[2  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 q$=EUB"C  
Aa;s.:?  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 6hs2B5)+  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Z 7M%}V%  
{!C';^  
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。 tT;=l[7%  
]8XY"2b  
扩展阅读 S6
sw)  
R.EA5X|_  
扩展阅读 K"sfN~@rT[  
 开始视频 ]<;m;
/H  
-     光路图介绍 S)0bu(a`Z,  
 该应用示例相关文件： eiF!yk?2  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 M_2[Wypw  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 [z:bnS~yiD  
Aghcjy|j  
:I5]|pt  
QQ：2987619807 rZy38Wo