[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) =0'q!}._!  
应用示例简述 |uH%6&\  
1. 系统细节 vkRi5!bR  
 光源 s$*'^:  
— 高斯激光束 <p?&udqD  
 组件 7gS1~Q4\V2  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 1]T`n/d V  
— 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 Sj(F3wY  
 探测器 M}hrO-C
 
— 视觉感知的仿真 w_iamqe,  
— 高帽，转换效率，信噪比 Bz`yfl2  
 建模/设计 fXQiNm[P  
— 场追迹： RP`2)/sMT  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 5b6s4ZyV  
3?s ?XAh  
2. 系统说明 Y3ZK%OyPR  
:;!\vfZbU  
da$BUAqU  
&wetzC)  
3. 建模&设计结果 @lUlY2  
?oiKVL"7  
不同真实傅里叶透镜的结果： k 2%S`/:  
Us~ X9n_F  
=BZ?-mIU  
mEuHl>  
4. 总结 Yp4c'Zk  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 5H:@8,B  
n|4;
Hn1V  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 m$$?icA  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 0D(cXzQP  
G;oFTP>o  
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。 (a6?s{(  
b]]N{: I  
应用示例详细内容 C6&( c  
7XyOB+aQO  
系统参数 `$z)$VuP  
$'[q4wo<  
1. 该应用实例的内容 rFL$QC2  
cVq}c?  
}+Vv0jX|V  
yD)"
c.  
;' e@t8i6  
2. 仿真任务 ad`_>lA4Lp  
]R_G{%  
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。 q?~Rnv  
R.1Xst &i  
3. 参数：准直输入光源 |Zq\GA  
M>_= "atI  
LN!W(n(  
y>(rZ^y&  
4. 参数：SLM透射函数 uf@U:V  
=V^@%YIn  
zb2K;%Qs+f  
5. 由理想系统到实际系统 f(u&XuZ  
En9R>A;`  
iY.eJlfH  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Ds5NAp:x  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 `%E9xcD%  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 Uk-HP\C"7  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 < `Z%O<X  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 te2 Iu%5 z  
\].J-^=  
TV{)n'aA  
C;sgK
 
=wA5P@  
应用示例详细内容 B2hfD-h,>  
T#iU+)-\%  
仿真&结果 >x'bZ]gm  

b4
~H3|  
1. VirtualLab中SLM的仿真 "oE*9J?e  
p~bkf>  
 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)。 i;lE
5  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 *:arva5  
 为优化计算加入一个旋转平面 $au2%NL  
XN;/nU  
NdQ%:OKC  
kQ}s/*  
2. 参数：双凸球面透镜 /
{G/|a  
iUNnPJh  
5L&:_iQZy  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 cTj~lO6  
 由于对称形状，前后焦距一致。 s-Y+x  
 参数是对应波长532nm。 *:QXz<_x+  
 透镜材料N-BK7。 g
Na#|  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 >RR<eYu7m  

$'$>UFR  
9U10d&M(  
%}F"*.  
@Qo,p  
n|]N7 b'  
3. 结果：双凸球面透镜 kukaim>K  
+{xG<Wkltz  
5<r)+?!n  
 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。 &PWf:y{R`  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 |+/$ g.  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 cMtJy"kK  
\G=bj;&eF  
l\U*sro<  
3"B+xbe=  
3*\8p6G  
4. 参数：优化球面透镜 k6g|7^es2  
U]j&cFbn5_  
8OBF^r44R  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 {Pvr??"r  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 36i_D6  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 B'/Icg.T  
 透镜材料同样为N-BK7。 P6E1^$e  
 . X0t"  
<t
QXK;  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 YlB["@\[B  
*cy.*@d  
WFpl1O73  
sKCGuw(mh  
5. 结果：优化的球面透镜 GFY-IC+fc  
< [w++F~  
cqHw^{'8  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 I tgH>L'  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 2q|_Dma  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 \ >(zunL  
intvlki]be  
T/5nu?v  
>2t cEz%  
6. 参数：非球面透镜 KY8^BjY@  
Z c<]^QR  
=*[, *A  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 7ozYq_ $  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 C*]AL/  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 c_[ JjG^?P  
o[2Y;kP3*P  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 [5-!d!a|st  
x:vrK#8D>  
{!g?d<*  
mf#fA2[  
#VQ36pCd  
7. 结果：非球面透镜 4KZSL:A  
w8U2y/:>  
I@+lFG  
 生成期望的高帽光束形状。  Ckw83X  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 i$g|?g~]  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 d[yrNB6|  
"
{mt?  
}1@n(#|c  
 s"#CkG  
-wBnwn-  
8. 总结 V_{vZ/0e  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ^v#+PyW  
a{5H33JA  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 AK%=DVkM  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 -Zttj/K  
A"`L~|&  
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。 O5c_\yv=  
6_pDe  
扩展阅读 Xk 5oybDI  
KhLg*EL  
扩展阅读 K@y-)I2]  
 开始视频 !Jh*a *I}  
-     光路图介绍 5ZZd.9ZgM  
 该应用示例相关文件： `x5ll;"J  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ]cS&8{ ^2  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 gt#MeU  
d5N)^\z  
@F>[DW]O  
QQ：2987619807 UU*0d
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