[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) (tg.]q_=u  
应用示例简述 tl0|.Q,  
1. 系统细节 &e^;;<*w  
 光源 kOydh(yE  
— 高斯激光束 "Vp nr +6  
 组件 ^^b'tP1>  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 4#IT" i  
— 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 Lwl1ta-  
 探测器 ^%7(  
— 视觉感知的仿真 R;OPY?EeW  
— 高帽，转换效率，信噪比
^+>*Y=fl  
 建模/设计 'n'>+W:  
— 场追迹： aKj|gwo!  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 mh3S?Uc  
\;&;K'   
2. 系统说明 Z}S[
fN8  
Skt-5S#  
kE:[6reG  
23?u_?+4i  
3. 建模&设计结果 +9Tc.3vQ  
IhNX~Jg'^  
不同真实傅里叶透镜的结果： <\#'o}  
\GL] I.  
(=!At)
O  
V?Jy
 
4. 总结 ozRO:*51  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 vfkF@^D  
HP8J\`  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Gn2{C%  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 F'K >@y  
30sJ"hF9  
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#EL
n[k  
aGbG@c8PRi  
应用示例详细内容 6m_mma_,&  
]yPK}u  
系统参数 e4z~  
 FSMM  
1. 该应用实例的内容 `H! (hMMV  
<odi>!ViH  
FOG{dio  
.aNh>`OT'  
)V1xL_hx/  
2. 仿真任务 )k(K/m  
F+hV'{|w`  
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。 a/V,iCiH  
MZt#T+b  
3. 参数：准直输入光源 !/p|~K  
V;: k-  
LQ~|VRRX<  
v[ iJ(C_  
4. 参数：SLM透射函数 Cu+p!hV  
IS]A<}j/-  
tNY;wl:wp  
5. 由理想系统到实际系统 d~<$J9%  
'/I`dj  
.+9*5  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ??/bI~Sd  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 q1VKoKb6\:  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ZD&F ,2v  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 RnH?95n?{  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 L/u|90)L  
dUv@u!}B  
O&7.Ry m  
4np2I~ !  
U,U=udsi  
应用示例详细内容 AOg'4  
*y4g\#o.  
仿真&结果 lR %#R  
#mU\8M,  
1. VirtualLab中SLM的仿真 i431mpMa  
*P'X[z  
 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)。 8
]#FvgX  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 X`g<"Ka  
 为优化计算加入一个旋转平面 v`oilsrc  
8[@,i|kgg0  
$s_k/dM~&  
/H<{p$Wd  
2. 参数：双凸球面透镜 FsqH:I4O  
Zz} o t  
x@Gg fH<l  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 /kGWd9ujF  
 由于对称形状，前后焦距一致。 t`6]eRR  
 参数是对应波长532nm。 (3N/DY1/  
 透镜材料N-BK7。 Uc!k)o#=  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 4S42h_9  
=Z.0-C>W  
{mU%.5  
W7!Rf7TK  
diXWm-ZKL  
B*G]
Dr)e  
3. 结果：双凸球面透镜 b,Eq-Z;  
Qy9_tvq X  
_gVihu  
 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。 w~6/p  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 6?,qysm06  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 o135Xh$_>'  
P'h39XoZ  
|4DN2P  
B6F!"  
l'l&Zqd  
4. 参数：优化球面透镜 46vC/  
fOMaTnm'  
p{oz}}  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 vs8[352  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 -Jd

7  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 |gV~U~A]  
 透镜材料同样为N-BK7。 F+Kju2  
-$!r+4|q  
l8E))oz1T  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 QV."ZhL5=  
#c:@oe4v  
JA{kifu0+  
d%}?%VH  
5. 结果：优化的球面透镜 "L5w]6C4  
6Zpa[,gm  
W.4R+kF<  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 C1AX  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 D*@'%<?  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 zji9\  
Ip{hg,>  
Zs^zD;zU  
t_ CMsp  
6. 参数：非球面透镜 (f"Qz~R|6_  
 @mw1__?  
2L^/\!V#  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Rm3W&hQ  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 c2V_|
oL  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 #HL$`&m  
;nh_L(  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 XSx!11  
Z3o HOy  
G l/3*J  
.\H-?6R^  
8r}tf3xMCM  
7. 结果：非球面透镜 &pl)E$Y  
6&+dpr&c~=  
bZSt<cH3  
 生成期望的高帽光束形状。 >l}v _k*~B  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 {B=64,D^7R  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 oTk\r$4eb  
FXk*zXn6  

Y<^Or  
jB -Ad8  
%Lx#7bR U  
8. 总结 GQ Flt_  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 6jMc|he  
Z3zD4-p$_  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 3I'7+?@@l  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 &: LE]w  
w)go79  
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。 TH>uL;?=  
&%3}'&EBv  
扩展阅读 M+-odLltw  
%b pQ=  
扩展阅读 Hj-n
'XZ  
 开始视频 PtPx(R3  
-     光路图介绍 cooicKS7  
 该应用示例相关文件： [C ezz5  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 "kt7m  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 fZs}u<3Q)  
NxH%%>o>  
rf/]VAK  
QQ：2987619807 cgcU2N6y;