[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) yBpk$  
应用示例简述 U\@
A_ B  
1. 系统细节
v5}X+'  
 光源 -Yi,_#3{  
— 高斯激光束 }=](p-]5  
 组件 g\fhp{gWB  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 $
RX'(/  
— 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 Z3KO90O!8  
 探测器 q6#<[ 4?  
— 视觉感知的仿真 6rti '  
— 高帽，转换效率，信噪比 \/`?  
 建模/设计 ={2!c0s  
— 场追迹： R9vT[{!i  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 !v|ISyK  
Nil}js27  
2. 系统说明 bp<^R  
unl1*4e+  
66&EBX}  
-[7O7'  
3. 建模&设计结果 rt-\g1x  
b]Kk2S/  
不同真实傅里叶透镜的结果： F'PQqb{  
jjs&`Fy,  
YB))S!;Ok  
Nt`b;X&  
4. 总结 \p&~,%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 >u+q1j.  
'1SG(0  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 k
lOp ^w  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0X|_^"!  
le)DgIT>=  
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。 b8KsR=]4I  
&-l8n^  
应用示例详细内容 km5~Gc}  
I+ l%Sn#\  
系统参数 GOy%^:Xd  
WKM)*@#,  
1. 该应用实例的内容 V~MiO.B  
bUy,5gk-  
.\3`2  
eJ8]g49mD6  
* A|-KKo\  
2. 仿真任务 Ds8 EMtS  
fIC9WbiH-  
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。 o}Cq.[G4
k  
Cr/`
keR  
3. 参数：准直输入光源 DC+wD Bp;  
FN[R(SLbL  
-<_$m6x"A  
N^0uit  
4. 参数：SLM透射函数 we7c`1E  
KU9Z"9#  
XkmQBV"  
5. 由理想系统到实际系统 NmIHYN3  
,1{Ep`
 
h&@R| N  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ]uL+&(cr  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 uwIc963  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。
V,v[y\  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 #.B"q:CW*P  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 XEM'}+d  
,3DXFV'uxb  
9Mm!%Hu  
&F$:Q:* *  
X~.f7Ao[  
应用示例详细内容 9a$56GnW1  
g&/p*c_  
仿真&结果 .
S\&L-{  
X
J0{  
1. VirtualLab中SLM的仿真 +?D6T!
)  
th5g\h%j*  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 m#H3:-h,  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 +A_J1iJ<  
 为优化计算加入一个旋转平面 o`,Qku k  
^cvl:HOog  
,"}Rg1\4t  
Rs& @4_D  
2. 参数：双凸球面透镜 _A_ A$N~9  
[f~N_G6I^o  
4pz|1Hw7  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 M&Y .;  
 由于对称形状，前后焦距一致。 w
RNroQ  
 参数是对应波长532nm。 vdoZ&Tu  
 透镜材料N-BK7。 v0*N)eqDGd  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 #Sg\q8(O  
v`q\6i[-  
RH;:9_*F  
0pe3L  
0Sl]!PZR1  
1[nG}  
3. 结果：双凸球面透镜 }}{!u0N},V  
M<?Q4a'Q  
cvsz%:Vs  
 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。 }S_oH9A  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 {y kYW%3s  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 o@>? *=  
%5Kq^]q;Y  
i@"e,7mSG  
s'P( ,!f  
f5RE9%.#~  
4. 参数：优化球面透镜 ^{@!['  
1MkI0OZE  
^W83ByP  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 m@Ev~~;  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 /Wk9-uH  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 "L"150Ih  
 透镜材料同样为N-BK7。 _,h@:Xij  
BF|(!8S$U  
&7?R+ZGo  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 79J-)e9  
omZO+=8Q  
t/i5,le  
WUdKLx%F  
5. 结果：优化的球面透镜 kW
=z+  
T0HuqJty  
]J1S#Q5'  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 2R-A@UE2  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 \~rl
gxd  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 dmrps+L  
rWtZj}A  
$*[{J+t_  
CCijf]+  
6. 参数：非球面透镜 Sywu=b  
>PKBo  
&Jc_Fc(M  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 I lR\  #  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 > Vb@[  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 rk2xKm^w  
wl=61Mb  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 w [>;a.$  
qgt[~i*  
JD>d\z2QC  
2B~wHv  
qL5I#?OMkU  
7. 结果：非球面透镜 iSRpfU  
Eq%@"-mo  
%bXx!x8(  
 生成期望的高帽光束形状。 @=S}=cl  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 wHjLd$ +o  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 N8cAqr  
!4@G3Ae22  
{X]R-1>  
Q3W#`6jpF  
}'"Gr%jf(  
8. 总结 ,"
-Rf<q/  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 gB,G.QM*6  
D:\g,\Z  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 SM0M%  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {'+QH)w(  
6Sj6i^"  
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。 -a Gcf]6  
=]R3& ]#n  
扩展阅读 N<|$h5isq  
vY|^/[x#B  
扩展阅读 ~`;rNnOT3  
 开始视频 xZ5M/YSyG  
-     光路图介绍 oz'\q0  
 该应用示例相关文件： 7)rWw<mY  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ~%u|[$  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 73A)lU.  
`[#x_<\t  
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QQ：2987619807 X#a`K]!B