[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) s}w?Dvo\  
应用示例简述 \3K%>   
1. 系统细节 !i4/#H  
 光源 Go;fQ yG  
— 高斯激光束 Cpg>5N~;L  
 组件 #/"?.Z;SSH  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 85e!)I_  
— 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 |f+`FOliP  
 探测器 czG]rl\1  
— 视觉感知的仿真 CpGy'Ia
 
— 高帽，转换效率，信噪比 BQo$c~  
 建模/设计 PNgdWf3  
— 场追迹： !_i;6UVG  
 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'iT>  
(JX 9c  
2. 系统说明 v?O6|0#x  
c9/&A  
|~]@hs~  
][?@))  
3. 建模&设计结果 +{b3A@f|F  
1`q>*S](  
不同真实傅里叶透镜的结果： E7`Q=4@e  
,^n5UA`PK  
wg}rMJoG|  
qGkD] L  
4. 总结 YiGSFg  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 JqTR4[`Z\  
x\K9|_!  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 {lO>i&mx  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 38zG[c|X  
Y'U]!c9  
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。 (dnaT-M3  
]_js-+w6  
应用示例详细内容 *|*6q/  
Nc_Qd4<[@G  
系统参数 X%R)  
iF^   
1. 该应用实例的内容 2t}^8  
_t-e.2a v  
d`sIgll&n  
OhW o  
M{)|9F  
2. 仿真任务 kP[LS1}*  
{^A,){uX]  
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。 bH`r=@.:cu  
dw YGhhm  
3. 参数：准直输入光源 ]yV,lp  
rp_Aw  
DP6>fzsl  
@3_."-
d  
4. 参数：SLM透射函数
*wl&Zzx  
hOM#j  
#!7b3>}  
5. 由理想系统到实际系统 ,7os3~Mk9  
zL=PxFw0  
K06x7W  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 %(ms74R+  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 t2hI^J0y  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 tdOox87YK  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 a_(fqoW  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 /;;$9O9  
Z"N}f ,  
PL*1-t?#  
P.W@5:sD  
8Y P7'Fz  
应用示例详细内容 P*g:rg  
"VgPaz
#  
仿真&结果 J|@kF!6  
+z O.|`+  
1. VirtualLab中SLM的仿真 2B[I- K s  
]EfM;'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)。 3Bbd2[<W  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 4O'%$6KR(  
 为优化计算加入一个旋转平面 `2a7y]?  
PNRZUZ4Z|  
-:|t^RM;FT  
0}wm
BSl  
2. 参数：双凸球面透镜 m/p:W/0L  
J{r3y&:  
h"4i/L3aAh  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 r#\Lq;+-B  
 由于对称形状，前后焦距一致。 ~mk>9Gp  
 参数是对应波长532nm。 6\NBU,lY  
 透镜材料N-BK7。 6I-Qq?L[H  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 =@s{H +  
IP+.L]S  
VskdC?yIp  
f<LRM  
P$Fq62;}r4  
gh<2i\})'  
3. 结果：双凸球面透镜 W3y9>]{x^  
&b=OT%D~FU  
XpT+xv1`;  
 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。 *ulkqpO  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 }HxC~J"  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 pg/SYEvsV  
Qt"i  
VY j pl  
PGJkQsp0  
nrJW.F]S8[  
4. 参数：优化球面透镜 9e0t  
!d{Ijs'T  
^wMZG'/  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 iE* Y@E5x0  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ldRisL  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 wG",Obja  
 透镜材料同样为N-BK7。 Q=#@g  
Fg^Z g\
X3  
3?uah'D5  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ^-dhz88wV  
df7xpV  
.aD=d\  
u$nYdda
k  
5. 结果：优化的球面透镜 o>@9[F,h+  
#KwK``XC4  
O[\obi"}  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 R[f@g;h  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 YV)h"u+@0  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 OJXK]dZ  
 y aL
c~K  
v<V9Z <ub  
'I5~<"E  
6. 参数：非球面透镜 z~\Y*\f^Y3  
2M*84oh8P  
y9X1X{  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 x|U[|i,;  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 1wt(pkNk  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ]=jpqxlx  
&0JCZ/e  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 f/tJ>^N5  
}D*5PV%d  
*Fm#Qek  
r"x/,!_E  
$uCY\xqZ  
7. 结果：非球面透镜 _aK4[*jnqh  
9q>rUoK^  
"Is0:au+?}  
 生成期望的高帽光束形状。 ]_y0wLq  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 #6F/:j;  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 .;jp2^  
Cbjx{  
faPgp  
8mv}-;  
r>;6>ZMe  
8. 总结 %tT=q^%5  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Jpr`E&%I6  
YZQF*fj  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 w6@8cNXK  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ;}QM#5Xdt  
2; ~jKR[~  
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。 2pV@CT  
`;v>fTcy  
扩展阅读 DY?;Z98P?  
hp!. P1b  
扩展阅读 q+?>shqsZ  
 开始视频 ))eQZ3ap9  
-     光路图介绍 y)0wM~E;2  
 该应用示例相关文件： g"|Z1iy|9  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 |!\5nix3A>  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 H3Sfz'  
Olltu"u  
LL7un_EC  
QQ：2987619807 xI,7ld~