[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) R6G%_,p$7  
应用示例简述 Hp3T2|uL  
1. 系统细节 b#_u.vP  
 光源 b_oUG_B3]  
— 高斯激光束 m?<5-"hz  
 组件 4iZ7BD  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ZRoOdo94  
— 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 ,SoqVboRl  
 探测器 (t-JGye>  
— 视觉感知的仿真 J<7nOB}OD  
— 高帽，转换效率，信噪比 M'ZA(LVp  
 建模/设计 C.{z+  
— 场追迹： irzWk3@:  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 JA^Y:@<{/  
[moz{Y  
2. 系统说明 q,_ 1?A)
 
U~{sJwB  
 =uIeur  
>*[Bq;  
3. 建模&设计结果 Kj*:G!r0.:  
Twr<MXa  
不同真实傅里叶透镜的结果： uVV;"LVK~  
'~kAsn*/  
E.OL_\  
ADN  
4. 总结 pL)o@-k#%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 (]p,Z<f  
!l1ycQM  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 F /% 5 r{  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 `Ui|T  
@K.[;-;g  
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。 iMr/i?`i  
bZ*J]1y(.  
应用示例详细内容 A{b?ZT~2]  
3~^}R  
系统参数 4F>?G
{ci  
&+V|Ldh  
1. 该应用实例的内容 ,Q8)r0c  
4V0j1k&'  

Z'L}x6  
Jri"Toz0  
Td>Lp=0rU  
2. 仿真任务 F;^GhiQVS  
t9B]V  
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。 :If
1zB)  
}J&[Uc  
3. 参数：准直输入光源 %rZJ#p[e)=  
6?v)Hb}J%d  
4RV5:&ALLS  
Lz'05j3!  
4. 参数：SLM透射函数 -Am~CM  
I`e|[k2  
Dk XB  
5. 由理想系统到实际系统 ngoAFb  
O7z-4r  
|tU4(hC  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 7TjK;w7xS.  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 hDJ84$eVZ  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 >1=sw qa  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 mw1|>*X&R  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 45;{tS.z,B  
>}~Pu| _S  
\)pT+QxZ  
Qr4c':
8  
420cJ{;A  
应用示例详细内容 qUY QN2wG  
$(ugnnJ*  
仿真&结果
ytXXZ`  
{Y! -]_5  
1. VirtualLab中SLM的仿真 PKhH0O\_U  
e!67Na0X(  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 }.x&}FqXE  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 b{Kpfb
xcI  
 为优化计算加入一个旋转平面 K 5SHt'P  
7Xu.z9y  
pbe" w=<  
b=!G3wVw<  
2. 参数：双凸球面透镜 1}{bHj  
W`
KRaL0^  
XO*62>Ed  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 S/?KC^JP  
 由于对称形状，前后焦距一致。 MXbt`]`_  
 参数是对应波长532nm。 m 4VhR_  
 透镜材料N-BK7。 , wT$L3  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 FbVdqO  
Jp
<Y2-  
*OT6)]|k  
TlD)E  
{BBL`tg60  
vt3yCS  
3. 结果：双凸球面透镜 1)8;9 Ba:  
Htseu`>_$  
,nJYYM   
 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。 }kaU0 P  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 \Ze"Hv  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 C<GS._V&  
e'I13)  
opK=Z  
M~Yho".  
Q Fv"!Ql  
4. 参数：优化球面透镜 1'dL8Y  
[.O3z*[9#  
OchIEF"N  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 _ 13M
 
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 !A(*?0`  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 @tvAI2W  
 透镜材料同样为N-BK7。 Hf ]aA_:   
)E<<
  
8'Eu6H&$G  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 0s"g%gq|  
/`YHPeXu  
^1rw\Zp  
kDM\IyM<\  
5. 结果：优化的球面透镜 Zk*/~f|\  
d7+YCi?  
V#:`:-$$+  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 E"D+CD0  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ] 8sVXZ  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 0#~e KFy  
>E&mNp  
sGjYL>*  
ENwDW#U9  
6. 参数：非球面透镜 iq>PN:mr  
>1[Hk0 <x  
v%(2l|M  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 +~Ni7Dp]  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 F.)b`:g  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 #F\}PCBe'  
Iy\{)+}aS  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 oR'8|~U@B  
%/17K2g  
H tIl;E  
6$TE-l  
yk1syN_  
7. 结果：非球面透镜  GU99!.$  
: [o0Va2 d  
.80^c  
 生成期望的高帽光束形状。 0*S2_&Q)  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 kH Y  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 [ay~l%x  
W-9^Ncp  
&K@2kq,  
LFHV~>d  
qy1$(3t$  
8. 总结 = 8F/]8_  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 \
; Io  
wykk</eQ.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。 (;2J}XQvO~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 M#II,z>q  
G*_$[|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。 \M>}-j`v  
tmF->~|  
扩展阅读 ,>X +tEgR  

eIjn~2^  
扩展阅读 b&s"/Y89  
 开始视频 iOI8'`mk  
-     光路图介绍 Gp.+&\vi  
 该应用示例相关文件： :hY
V\8$  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 s^Lg*t3I  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 `N%q^f~  
FVOR~z  
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QQ：2987619807 n!5 :I#B