[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) i'9vL:3  
应用示例简述 9?0^ap,T  
1. 系统细节 *^f<W6xc  
 光源 _9=Yvc=  
— 高斯激光束 { jhr<  
 组件 BReJ!|{m}  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 -amBB7g  
— 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 GH+r
?2<  
 探测器 ;?8_G%va  
— 视觉感知的仿真 _(h&7P9  
— 高帽，转换效率，信噪比 K{[%7AM  
 建模/设计 |QU <e  
— 场追迹： c17_2 @N  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ~NQ72wph{  
NMa} <  
2. 系统说明 TMig-y*[  
73xAG1D$r  
o| #Qu8Lk  
JKGc3j,+#  
3. 建模&设计结果 _>| =L W@7  
dR"@`  
不同真实傅里叶透镜的结果： MhR:c7,  
:P<]+\
m  
ch0{+g&  
Ed_N[I   
4. 总结 ||;hciO  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 a{R%#e\n  
](&{:>RNJ  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 :.$3vaZ@  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 s;3={e.  
ly:
q6i  
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+w=O!dq  
B]uc<`f  
应用示例详细内容 tD+9kf
2  
]=>F.GE  
系统参数 bI:zp!-.  
(H ->IV  
1. 该应用实例的内容 >AcrG]  
22.8PO0  

X&7F_#s  
/+@p7FqlE  
%O!v"Xh  
2. 仿真任务 BK,{N0  
vvKEv/pN7
 
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。 8C67{^`::  
"x
3lQ  
3. 参数：准直输入光源 {=F/C,-  
c.>oe*+  
=y0C1LD+  
~v6OsH%vx  
4. 参数：SLM透射函数 R}q>O5O  
Yy)tmq  
.6`9H 1  
5. 由理想系统到实际系统 joiL{  
d` jjGEj  
0@H|n^Md#  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 MLRK74D  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 IW@PF7  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 G>1eFBh }  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。  Kfh|  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 o]; [R  
sB c (gr  
r[lF<2&*R  
o1FF"tLkN  
?kB2iU_f+  
应用示例详细内容 \E%'Y  
6^%68N1k  
仿真&结果 =jX8.K4]  
rdJ d#S
 
1. VirtualLab中SLM的仿真 5[* qi?w=  
,PWgH$+  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 lzYnw)Pv  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 :9$F'd\  
 为优化计算加入一个旋转平面 1@QZnF5[  
<;#~l*  
FE2f'e  
pXJpK@z  
2. 参数：双凸球面透镜 h $L/<3oP6  
pO ml8SQf  
L"{JRbh[  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 D"J
!\_o  
 由于对称形状，前后焦距一致。 rmE"rf  
 参数是对应波长532nm。 jF=gr$  
 透镜材料N-BK7。 6y6<JR-V2k  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 }T%}wdj  
'J6 M*vO  
\hM|(*DL  
)FpZPdN+h  
t5#rps\;  
DRc)iE>@  
3. 结果：双凸球面透镜 89wU-Aggq  
K)\M5id]  
IGtl\b=  
 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。 "QWq_R  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 d"6&AJ5a  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 F@<CsgKB-  
)*,5"CO  
xv&Q+HD  
%oq[,h <X  
0 0M@  
4. 参数：优化球面透镜 ~fT_8z  
Zxbo^W[[  
R +WP0&d'  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 wyQzM6:,yX  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 gMaN)ESqd4  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 p\JfFfC  
 透镜材料同样为N-BK7。 T)Y=zIQ1]7  
2EfF
=Fm>  
!kE-_dY6)  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 /yZQ\{=  
JXu$ew>q  
Xt#4/>dlR  
F$hYKT2|  
5. 结果：优化的球面透镜 yb/%?DNQT  
t| 'N+-T3  
yq NzdzX  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 I;Bjfv5  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 qfK`MhA}  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 &'DU0c&  
^1L>l9F  
E5N{j4\F  
!ykx^z  
6. 参数：非球面透镜 bf!M#QOk?  
tX"Th'Qi  
a(v>Q*zNP  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 >B2q+tA  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 HjGyj/78w  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 !V,{_(LT  
YBP:q2H  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 stk9Ah  
?zsB6B?
;  
=?s3iP  
aN $}?  
'qF#<1&  
7. 结果：非球面透镜 ty*@7
g0k  
X0M1(BJgGo  
n Ml%'[u  
 生成期望的高帽光束形状。 ;x8k[p~2  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 "eWYv3z~-  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 i6 (a@KRY  
K%Rj8J7|u?  
E)9yH\$6  
DANw1_X\  
1[t=XDz/e  
8. 总结 \0H's{uek  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 9gEssTkts  
{s_+?<l  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 MiRdX#+Y  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 acw4
B5]  
Xj5~%DZp  
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。 ?&^?-S% p  
fz3lV  
扩展阅读 _"#!e{N|  
"/nNM{^  
扩展阅读 7zv1wb  
 开始视频 W":PG68  
-     光路图介绍 V86Xg:?7  
 该应用示例相关文件： ]d]JXt?)i  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 .]9c/  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 M!tXN&V]  
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QQ：2987619807 (}
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