[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) 2y` :#e`x1  
应用示例简述 F0 ^kUyF|  
1. 系统细节 .~Y% AI  
 光源 > a"4aYj  
— 高斯激光束 "Wz74ble  
 组件 p5?8E$VHV  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Hr/3nq}.  
— 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 snti*e4"V  
 探测器 fF.qQTy;7  
— 视觉感知的仿真 v3Xt<I=4y  
— 高帽，转换效率，信噪比 %LZ-i?DL4Q  
 建模/设计 (rB?
@:zN  
— 场追迹： e,I{+^P  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ,?(IRiq%  
NI)q<@ju
 
2. 系统说明 n}!D)Gx  
M F_VMAq  
vm4q1!!(  
Y&y5^nG  
3. 建模&设计结果  vgbk {  
UukHz}(E  
不同真实傅里叶透镜的结果： OYwH$5  
le.(KgRS4  
[>xGynU0  
=[x @BzH  
4. 总结 yMCd5%=M\  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 :^*9Eb  
avwhGys#  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 $kCXp.#k@~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 (14J~MDB  
UCDvN  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 FEqR7  
.BqSE  
应用示例详细内容 GFmVR2z_+  
`|
d&ta[{  
系统参数 xK;WJm"  
qwmZOR#  
1. 该应用实例的内容 mIUpAOC`"Z  
dX>l"))yR  
itmQH\9 8  
q[T='!Z\  
RBM(>lU:  
2. 仿真任务 wD'LX  
"i3Q)$"S  
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。 T.R(  
f7Fr%*cO
 
3. 参数：准直输入光源 '@Q aeFm  
H;nq4;^yK  
.-W_m7&}  
l: X]$2;  
4. 参数：SLM透射函数 %U$PcHOo  
2 - ?  
@vc
vte  
5. 由理想系统到实际系统 `fUem,$)1F  
tzFgPeo$;  
?]bZ
6|;2  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 #7~i.8L  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 %`Q<_LTU  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 k2S6 SB  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 *=O~TY<](  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 3"
OD"  
ZZXQCP6]  
h r!Htew4  
(&x#VmDL  
]/y&5X  
应用示例详细内容 ;2=H7dq  
1*!`G5c,}  
仿真&结果 Uhz<B #tj  
SmJ6Fm6  
1. VirtualLab中SLM的仿真 G()- NJ{  
<r%QaQRbm  
 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)。 M6+_Mi.  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 k!lz_Y  
 为优化计算加入一个旋转平面 5YG?m{hyn_  
C$1}c[  
%kg%ttu7  
XNU[\I  
2. 参数：双凸球面透镜 6jRUkI-!  
<Eo;CaaF/  
N?'V,p 0=  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 U_UX *  
 由于对称形状，前后焦距一致。 5r:SBt|/  
 参数是对应波长532nm。 aiKZ$KLC  
 透镜材料N-BK7。 'RlPj0Cg  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 6BJPQdqSl  
fdD?"z  
]B<Hrnn  
U[a;eOLx  
.cQ<F4)!tu  
9W{=6D86e  
3. 结果：双凸球面透镜 x"Hi!h)v  
L.[ H   
f@R j;R~Jp  
 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。 I]]3=?Y  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 FX FTf2*T  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 5Z7<X2  

lglC1W-q  
8/;q~:v  
L//Z\xr|  
pN)9GO5  
4. 参数：优化球面透镜 (o1*7_]e  
m q`EMOH  
6BihZ
|H04  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ;J~NfL  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 zUM;Qwl  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 Bf;dp`(/
 
 透镜材料同样为N-BK7。 99@uU[&IJ  
wjF/c  
oyBBW?m  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 JRkC~fv  
SsDe\"?Q  
x?:[:Hf   
,c@^u6a  
5. 结果：优化的球面透镜 {q%wr*  
 $&96qsr  
P"J(O<(1-:  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 Lt+ Cm$3  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 0Ii* "?s  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 %X Jv;|  
]ZGP  
C:/O]slH  
8F(lW)An  
6. 参数：非球面透镜 ErK5iTSD  
{H+~4XG  
#Mt'y8|}$  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 L'LZK  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 (PjC]`FK  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 84UH& b'n  
d0y [:  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 {)j3Pn  
|1zoT|}q  
#Jv|zf5Z  
t<M^/xe2  
_-$"F>  
7. 结果：非球面透镜 t@[&8j2B>  
LfEeFF=#n  
B]dvX  
 生成期望的高帽光束形状。 =B g  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 @UCGsw  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 &v7$*n27  
*Ppb;   
/s"mqBXCG  
]a)o@FI  
luYkC@I@a  
8. 总结 HV-c DL  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ^s/HbCA  
-xS{{"-  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 095:"GvO  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 tLXwszR0r  
+G';no\h  
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。 U}ei2q\  
duCxYhh|  
扩展阅读 <rZ(B>$  
4}@J]_]Z  
扩展阅读 "c8 -xG  
 开始视频 P` Hxj> {  
-     光路图介绍 '\8gY((7  
 该应用示例相关文件： h+)XLs  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 R57>z`;  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 egMl(~D  
C7#ji"t  
r(;sX  
QQ：2987619807 f%fD>a