[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) dMA"% R  
应用示例简述 :QSCky*i  
1. 系统细节 *mqoyOa  
 光源 .js@F/Hp  
— 高斯激光束 wYf9&}k\4  
 组件 YWfw%p?n"  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ?0UzmJV?8  
— 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 QE:%uT  
 探测器 Cq7EdK;x  
— 视觉感知的仿真 t/6t{*-w  
— 高帽，转换效率，信噪比 ]-6=+\]   
 建模/设计 zuWfR&U|W  
— 场追迹： xK`.^W  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 p'2ZDd=v  
]LvpYRU$P  
2. 系统说明 ]M"l-A  
oSb,)k@  
+["t@Q4IQ  
NFc@Kz<H  
3. 建模&设计结果 Min^EAG@  
0]v:I
x  
不同真实傅里叶透镜的结果： EM_
`` 0^  
-Oo7]8  
{9 >jWNx  
5WR(jl+M  
4. 总结 Pkr0|bs*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ^ fo2sN"   
GEg8\  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 >*TFM[((Y)  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 p^G:h6|+|  
kf3yJ
P/  
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。 p,y(Fc~]g'  
axTvA(k9  
应用示例详细内容 *siN#
,5  
G22=8V  
系统参数 $-dz1}  
q4XS E,  
1. 该应用实例的内容 _,hhO  
Z4\$h1tl  
4uUG0o  
giy4<   
+LwE=unS  
2. 仿真任务 mdu5aL  
Z/ "jLfP  
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。 mWUo:(U  
p]d3F^*i  
3. 参数：准直输入光源 R3]Ra&h6N)  
LoHL}1BG-  
M1Jnn4w*d  
,q yp2Y7  
4. 参数：SLM透射函数 =sG9]a<I  
D0?l
$]aE  
^O cM)Z6h  
5. 由理想系统到实际系统 `I.Uw$,P  
W/PZD (  
anj*a<C<  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ,B>Rc#  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 +tz^ &(  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 dP(*IOO.  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 h9)QQPP  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 gi;#?gps  
~F`t[p  
rC>')`uk  
9}`A_KzFx  
L]o 5=K  
应用示例详细内容 ;;E "+.  
kve{CO*  
仿真&结果 UE4zmIq  
e2~i@vq  
1. VirtualLab中SLM的仿真 lZTD>$  
J[:3H6%`  
 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)。 >pKu G#  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 _ i )Z8#  
 为优化计算加入一个旋转平面 W{\){fr6O  
g)+45w*+5  
Xp]tL3-p  
K (yuL[p`  
2. 参数：双凸球面透镜 _zQ3sm  
&Y
2mLPB  
f!}c0nb  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 |q?I(b4Q@  
 由于对称形状，前后焦距一致。 p<*\f  
 参数是对应波长532nm。 "M*Pt
 
 透镜材料N-BK7。 ".z~c%'  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 !m"(SJn"  
8S
1%;@c  
hia_CuY#  
4a;8XAl  
Z7&Bn  
euHX7  
3. 结果：双凸球面透镜 sa8Sy&X"  
!*wK4UcX"  
dq?q(_9  
 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。 7kM_Ijd$  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 vVF#]t b|  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 { U a19~'>  
IAbK]kA  
FJ3Xeos4|  
EJYfk?(B  
{9KG06%+  
4. 参数：优化球面透镜 x
UE9%qO  
)J+vmY~&  
)2mi6[qs0l  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 #;'1aT  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 %p?u ^rq  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 7SE=otZ>  
 透镜材料同样为N-BK7。 B[F,D  
e
!}R1  
EAq/Yw2$  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 W`]
,  
V|vU17Cgy  
d[z+/L  
hqVx%4s*J  
5. 结果：优化的球面透镜 6vz9r)L  
6o&{~SV3  
emb~
l{K$  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 =8 d`qS"  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Ow=`tv$l  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 KLlo^1.<  
.H+`]qLkL  
a  1bu  
0V*L",9M  
6. 参数：非球面透镜 '3eP<earRP  
R,01.N( U  
/EhojODMF  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Kx6_Vp  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 kEWC  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。  L's_lC  
~DcX}VCm  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 $@q)IK%FDL  
39?iX'*p
 
}Tn]cL{]C  
72} MspzUt  
z7F~;IB*u  
7. 结果：非球面透镜 /kyuL]6  
d;|Pp;dc  
KcP86H52I  
 生成期望的高帽光束形状。 z (rQ6  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 =kohQ d.n  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 zLuej'  
)DuOo83n["  
t)XNS!6#]?  
NvXds;EC  
eu~WFI  
8. 总结 ro7\}O:I  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 {$4fRxj  
9>d$a2nc  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 e4Ol:V  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Ph2jj,K  
axnkuP(  
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。 & :x_  
[2.uwn]i  
扩展阅读 ~:Dr]kt  
U$6N-q  
扩展阅读 ZeF PwW  
 开始视频 Ix !O&_6s  
-     光路图介绍 s$J0^8Q~i  
 该应用示例相关文件： PMjqcdBzm  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 TIlcdpwXf  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 $d%m%SZxv  
fb4/LVg'J  
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QQ：2987619807 ;OTD
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