[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) ^[^uDE <  
应用示例简述 B-r9\fi,  
1. 系统细节 rpDH>Hzq  
 光源 mIl^  
— 高斯激光束 )M'#l<9B  
 组件 RFQa9Rxk  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 i aP+Vab  
— 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 "QGP]F  
 探测器 #l8CUg~Uj  
— 视觉感知的仿真 vV"TTzs!  
— 高帽，转换效率，信噪比
gy9!T(z  
 建模/设计 NoDq4>   
— 场追迹： f[h=>O  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Q$Vxm+  
<J
?i+b  
2. 系统说明 MJ&6 Z*  
:q^g+Bu=  
Hdj0! bUx  
pwU]r  
3. 建模&设计结果  {l_R0  
D
[;6xJ  
不同真实傅里叶透镜的结果： YR~g&E#U^  
8oN4!#:  
qXP)R/~OZ  
w;r-TLf  
4. 总结 stoBjDS  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 *A c~   
CaZEU(i  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 kwZC3p\\  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 shnfH  
v_)cp9d]  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 Oh<Z0M)  
D zl#[|q  
应用示例详细内容 KJcdX9x  
oBKZ$&_h  
系统参数 EUUj-
.dEN  
8>Ervi`  
1. 该应用实例的内容 LNk 3=v2M  
fs>0{  
r`wL_>"{n  
E(]yjZ/  
?ix0n,m  
2. 仿真任务 nV"[WngN  
hMhD(X  
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。 Kq6m5A]z  
*.voN[$~  
3. 参数：准直输入光源 _lyP7$[: c  
sOU_j4M{  
dpE\eXoa,  
Ldt7?Y(V(  
4. 参数：SLM透射函数 &v3r#$Hj[  
#;}IHAR  
Fk=_Q LI  
5. 由理想系统到实际系统 YJeZ{Wws  
gjyg`%  
K2:r
7f  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 l]3g6c  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 W+Gu\=s%O  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 j(Q$frI  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 SuGlNp>#qm  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 VJHHC.Kz  
~LYKt0/W&  
'{6`n5:e  
|W*f
6F3  
xH3SVn(I  
应用示例详细内容 J8? 6yd-7  
glk I9~  
仿真&结果 Ra~n:$tg2  
?xUz{O0/  
1. VirtualLab中SLM的仿真 b39;Sv|#  
&sx/qS#,VL  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 T']*h8  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。  w8FZXL  
 为优化计算加入一个旋转平面 Dtd bQF  
0SvPyf%A
C  
|nU:  
-cq ~\m^6  
2. 参数：双凸球面透镜 PMXnupt  
L[TL~@T   
\Xxx5:qM  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 UPN2p&gM  
 由于对称形状，前后焦距一致。 HT1bsY 0t  
 参数是对应波长532nm。 EY2s${26%  
 透镜材料N-BK7。 :GL|:  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 -!;vX @  
9R.tkc|K  
UxzwgVT  
:p8JO:g9  
<!DOCvd
 
IwWo-WN7.  
3. 结果：双凸球面透镜 Q&M(wnl5  
+H="5uO<  
?]h+En5z8  
 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。 &Lq @af#  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 }z
Le;1Tx  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 |S>nfL{TQe  
wJ IJPYTK  
P?]q*KViM  
}$AC0  
UK&E#i  
4. 参数：优化球面透镜 [ddEt  
\dufKeiS&a  
%@pTEhpF  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 "OK(<x]3;>  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ;?n*w+6
<  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Y71b Lg  
 透镜材料同样为N-BK7。 *q8W;WaL  
WWE?U-o  
YrZAy5\  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 DO( /,A<{8  
+;;fw |/  
c1:op@t  
Y|B/(  
5. 结果：优化的球面透镜 @uH7GW}$g  
h)A+5^
:^  
L{gFk{@W  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 e,1Jxz4QH  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 >O\-\L  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Pv0OoN*eJ{  
aty K^*aX  
r-Dcc;+=Q  
Bwll [=_I  
6. 参数：非球面透镜 (<%i8xu2  
@d4zSG/s5w  
%o{vD&7\  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 ~r=TVHjqi  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 [N7[%iQ%  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 n\cP17dr  
1 !\pwd@{  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 !' sDqBZ&7  
w;#9 hW&  
7r}gS2d  
&6}vvgz  
x$s
#';*  
7. 结果：非球面透镜 wy Le3  
9sT?"(=  
)n0g6  
 生成期望的高帽光束形状。 gNZ^TeT  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 .s2d  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 XUSfOf(  

/!%P7F  
<D4)gRRo  
c\;}ov+  
~*2PmD"+:  
8. 总结 h+
*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Box,N5AA  
>StvP=our  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 =,0E3:X^  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 y*7ht{B  
w=^*)jZ8  
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。 &Vonu*  
YDQV,`S7  
扩展阅读 9r8{9h:  
<edAWc+  
扩展阅读 X2Lhb{ZHE  
 开始视频 G&Cl:CtC  
-     光路图介绍 uF^+}Y ZT  
 该应用示例相关文件： qC3 rHT]  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 >ueJ+sgH  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ^ePSI|EW  
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QQ：2987619807 ~F' $p