[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) 5G'X\iR  
应用示例简述 oOBN  
1. 系统细节 \=v7'Hp  
 光源 LR]P?  
— 高斯激光束 0XSZ3dY&+  
 组件 @fRB0m"3  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 0^*4LM|z  
— 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 3X89mIDr  
 探测器 ;S"^O AM  
— 视觉感知的仿真 pq#Hca[  
— 高帽，转换效率，信噪比 ueDG1)  
 建模/设计 '{QbjG%<P  
— 场追迹： v0jRoE#  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 PbJn8o  
K SDo)7`  
2. 系统说明 ? Sj,HLo@U  
BC%t[H} >R  
f}Eoc>n  
acdaDY  
3. 建模&设计结果 0diQfu)Fi  

NwIl~FNK  
不同真实傅里叶透镜的结果： gsGwf[XdJ  
Q*ZqY  
B<xBuW  
1&ZG6#16q  
4. 总结 h<4WY#Y  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 D0v!fF~  
@ >%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。 hdQ[=PH)  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。
Ms=x~o'  
;3h[=hyS  
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。 q62TYg}  
aDm$^yP  
应用示例详细内容 ow:c$Zq  
36@)a
5  
系统参数 15x~[?!  
vY7C!O/y_k  
1. 该应用实例的内容 o_t2 Z  
cT`x,2  
D*|h c  
2.p7fu  
Xnt`7L<L  
2. 仿真任务 \vT0\1:|i  
LUna stA^  
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。 b&"=W9(V  
n9<QSX&~<  
3. 参数：准直输入光源 lfOF]Kiqr  
1?]Gl+}  
Jt43+]  
usZmf=p-r  
4. 参数：SLM透射函数 6 KP  
B#&U5fSw+0  
'vgw>\X(  
5. 由理想系统到实际系统 f$Q#xlQM  
z'O$[6m6  
Vz1ro  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ]7^OTrZ N  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 M}!7/8HUC  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 $2A%y14  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 1`Cr1pH  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 (~?P7RnU%  
x|<rt966A  
KV k 36;$  
&[`p qX  
"[L[*>[9!  
应用示例详细内容 ,DqI> vx|  
l}j5EWe  
仿真&结果 wA|m/SZx  
H[U$4 %t  
1. VirtualLab中SLM的仿真 %a&Yt  
;JDn1(6  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 XE[~! >'  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ,'v]U@WK  
 为优化计算加入一个旋转平面 z\*ii<-@  
vg&Dr  
\|BtgT*$b  
'IY?7+[  
2. 参数：双凸球面透镜 {'l^{"GO"  
tu#VZAPW@  
Qv(}*iq]  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 GM%%7^uE  
 由于对称形状，前后焦距一致。 &, hhH_W  
 参数是对应波长532nm。 Q@6OIE  
 透镜材料N-BK7。 Li(}_  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 u7ZSs-LuHw  
;g?oU"YM  
$`(}ygmP  
c}kZx1  
cod__.  
~cbq5||  
3. 结果：双凸球面透镜 wASgdGoy  
75v 5/5zRn  
v: cO+dQ  
 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。 5, R\tJCK  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 \-a^8{.^E  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。
vz#VW  
}26?bd@e`  
!(~eeE}|lM  
~McmlJzJG  
RMUR@o5N  
4. 参数：优化球面透镜 #56}RV1  
PVH^yWi n  
kA1]o  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 wkOo8@J\  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 8u Tq0d6(  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 }J73{  
 透镜材料同样为N-BK7。 OJPxV~y  
U+>!DtOYK  
CMB:%  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 rCR?]1*Z  

_p<W  
,V'+16xW  
hNgbHzW  
5. 结果：优化的球面透镜 )8VrGg?  
U\a.'K50F  
#_0OYL`(mE  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 nd*9vxM  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 {G&*\5W
 
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 `WQz_}TqB  
NBEcx>pma  
l5_RG,O0A  
`T7gfb%1-3  
6. 参数：非球面透镜 @[h)M3DFd  
F^.w:ad9<  
\ofWD{*j  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 !2R~/Rg  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 d 4w+5H"u  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Aq674  
oE\Cwd  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 &oI;^|  
!)gTS5Rh:  

s ;EwAd(  
j3 ,6UjlU  
soh)IfZ
 
7. 结果：非球面透镜 p vone,y2  
,rj_P  
Y'7f"W  
 生成期望的高帽光束形状。 jkCa2!WQ'i  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 9eO!_a^  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 E0; }e  

ziZLw$)  
u`?MV2jU2  
nAIV]9RAZ%  
x}v]JEIf[Q  
8. 总结 :cU6W2EV  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 {=mf/3.r  
q2 K@i*s  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 s|B  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 7i^7sT8t  
S. my" j  
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。 _RI`I}&9Z  
Age  
扩展阅读 #-vuY#gs  
tgmG#b*  
扩展阅读 lh^-L+G:Ok  
 开始视频 )H=}bqn  
-     光路图介绍 u'Ja9m1  
 该应用示例相关文件： }]O* yFR{j  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Y'K+O  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 c#o(y6  
.axJ'*~W  
}nh!dVA8lh  
QQ：2987619807 u\-
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