[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) tH>%`:  
应用示例简述 A4(^I u  
1. 系统细节 DU}q4u@)  
 光源
MKoN^(7  
— 高斯激光束 2<u vz<B  
 组件 Lc<Gny^  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 wx<5*8zP  
— 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 `DWzp5Ax  
 探测器 .JQR5R |Q  
— 视觉感知的仿真 Mz
J5_}  
— 高帽，转换效率，信噪比 2uiiTg>  
 建模/设计 M{O2O(  
— 场追迹： {(xNC#
  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 VMen:
  
.z+QyNc:  
2. 系统说明 j}0*`[c  
[gQ
~B1O  
\%^<Ll  
fFSW\4JD=  
3. 建模&设计结果 { 
"$2  
]!0*k#i_.  
不同真实傅里叶透镜的结果： <C CEqY4  
D}b+#G(m[  
ckhW?T>l  
I"<~!krt%  
4. 总结 i3(bg,  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 3z~zcQ^\  
m;Sw`nw?  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 dzbzZ@y  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 9D8el}uHf  
J5|Dduv  
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。 XPWK"t01  
tw*qlbFHv  
应用示例详细内容 0 w@~ynW[  

''f  
系统参数 YW/YeID  
u\=Nu4)Z F  
1. 该应用实例的内容 kFuaLEJi  
H6'xXS  
E\RQm}Z09  
d@] 0 =Ax  
O-  r"G  
2. 仿真任务 3~Ipcr B  
b?H
W6Kfc  
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{AYF?,N  
q;B-np?U  
3. 参数：准直输入光源 |? r,W~9`  
UN,@K9  
G]q6Ika  
rJ!xzg
e;G  
4. 参数：SLM透射函数 T(3"bS.,  
! daXF&q  
GH
YgSS  
5. 由理想系统到实际系统 Kr]F+erJe  
M^g"U`  
`n5|4yaG~  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 &x;v&  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 <=jE,6_|  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 *W#x#0j  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 gX6'!}G
8]  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 w_\niqm<y  
{f3T !e{  
:X2B+}6_&  
4y)"IOd#|  
dwAju:-H  
应用示例详细内容 S ._9  
Ij{{Z;o3  
仿真&结果 &?YQVwsN  
y4M<L. RO  
1. VirtualLab中SLM的仿真 X$%RJ3t e  
=b !f  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 HjV83S;  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 }$iH3#E8  
 为优化计算加入一个旋转平面 hc~--[1c:  
JH<q7Y6!y  
qw"`NubX  
WR~uy|mX  
2. 参数：双凸球面透镜 2r[Q$GPM<  
Pme`UcE3H  
f]o DZO%^  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 e2/&X;2  
 由于对称形状，前后焦距一致。 QLIm+)T  
 参数是对应波长532nm。 1Qf5H!5vx  
 透镜材料N-BK7。 #sNa}292"  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 WWq)CwR  
<\Y>y+$3  
cWh Aj>?_Q  
Kw925@W  
PO |p53  
oPre$YT}h  
3. 结果：双凸球面透镜 (AR-8  
S/7D}hJ  
u5T\_0  
 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。 6>bKlYl&9  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 (Rs<'1+>  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。
jd(=? !_  
G7zfyw}W  
"FG6R'  
hQHV]xW  
T[ky7\  
4. 参数：优化球面透镜 "$ u"Py  
-41L^Di\  
r1F5&?{q  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 1v,4[;{  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 9$#2+G!J  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 SM0
=  
 透镜材料同样为N-BK7。 0/-[k  
!m]76=@  
H(n_g QAX  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 {N7,=(-2=  
Yxi.A$g  
C7)].vUN  
E%/E%9-7\  
5. 结果：优化的球面透镜 _3kAN.g  
|urohua  
t
%N#Yh!  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 +a;:7[%&  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 *:
GoS?Ma  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 {e>}.R  
UW)k]@L  
gzl_ "j  
:5C9uW#  
6. 参数：非球面透镜 AL,|%yup  
}bjTb!  
\kC/)d  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 O% 9~1_  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 %Ix^Xb0  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Eepy%-\  
U_oMR$/Z  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3%k@,Vvt  
:c<C;.  
#J1a `}x  
syBYH5  
H-0deJ[>  
7. 结果：非球面透镜 bha_bj  
L3i\06M  
s)_sLt8?  
 生成期望的高帽光束形状。 cl14FrpYu  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 %o*
afd  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 !K6:W1  
&eg]8kV  
BA L!6  
j3A+:KDn3n  
"&v?>  
8. 总结 a Se.]_  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 8Ck:c45v  
D|_}~T>;&  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 JWH}0+1*  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 1 5rE|m^  
Z#^2F8,]  
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。 ^c.b@BE  
<>
2QDI6_  
扩展阅读 Y@;bA=Du}  
[o>/2  
扩展阅读 cUS2*7h  
 开始视频 .8fOc.h8h  
-     光路图介绍 *4=Fy:R]O  
 该应用示例相关文件： &X +@,!  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 24|:VxO  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 !tX14O~B-  
x$6-7<p  
@CWfhc-Ub  
QQ：2987619807 WE
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