[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) tw(2V$J  
应用示例简述 }9kq?  
1. 系统细节 jGWLYI=V2  
 光源 =0-qBodbl  
— 高斯激光束 D|BN_ai9  
 组件 ZN1p>+oY!  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 8]L.E  
— 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 <wA_2S Y  
 探测器 4NzHzn  
— 视觉感知的仿真 lt]U?VZ   
— 高帽，转换效率，信噪比 !6%mt}h  
 建模/设计 LH8?0N[  
— 场追迹： :({<"H)!'  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 `fRy"44nR  
RAxz+1JT  
2. 系统说明 g:)vthOs  
/l`XJs  
WI9.?(5q  
%q
HT!aP  
3. 建模&设计结果 5 6R,+sN  
Rju8%FRO  
不同真实傅里叶透镜的结果： #(H_w4  
!RD,:\5V  
LKZI@i)  
&|4Uo5qS=Z  
4. 总结 t<7WM'2<y  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 d7P @_jO6  
"10VN*)J}  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 r?TK@^z  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 f#t^<`7  
m0,9yY::wj  
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。 MD)"r>k  
O+$70  
应用示例详细内容 LA+MX0*  
l.juys8s  
系统参数
Uu+C<j&-  
yd~fC:_ ]  
1. 该应用实例的内容 "=(;l3-o  
,A
ii>D]  
U!5*V9T~J  
m5pVt4  
U VKN#"_{  
2. 仿真任务 >C[1@-]G%7  
A]9JbNV  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 u2<h<}Y  
qrc/Q;$  
3. 参数：准直输入光源 l/^-:RRNKi  
.B13)$C  
DO1{r/Ib.{  
;Y^RF?un  
4. 参数：SLM透射函数 'qJ-eQ7e  
j%;)CV G"  
;%<4U^2  
5. 由理想系统到实际系统 Ol[gck|~  
O:
)IRB3  
&*aU2{,s,;  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 o3qv945  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 @UX@puK`/  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ]LTc)[5Zj  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ai4^NJn  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 [r8 d+  
GuWBl$|+b  
XB-|gPk  
2H[aY%1T  
ZPao*2xz  
应用示例详细内容 [Z\1"m  
3SDWR@x&  
仿真&结果 HDyZzjgG  
Vor9 ?F&w  
1. VirtualLab中SLM的仿真 X&.$/xaT  
yQ{_\t1Wd  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 J.2]km  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 ,
jsx]U/^  
 为优化计算加入一个旋转平面 Ko)T>8:  
(B,t 1+%  
T1
HiHvJ  
y%bqeo L~  
2. 参数：双凸球面透镜 Q 02??W  
*.%)rm  
G!Oq>7  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 OW}j4-~wL  
 由于对称形状，前后焦距一致。 h)
PB  
 参数是对应波长532nm。 M
ZW Y  
 透镜材料N-BK7。 8/?uU]#Q  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Q EGanpz  
9c}]:3#XO  
b[o"Uq@8?  
/{MH'  
1vK(^u[  
ku9FN  
3. 结果：双凸球面透镜 C%?D E@k  
GdeR#%z  
N|d.!Q;V.y  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 u$,Wyi )L  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 _AHB|P I  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 9Q7cUoxY  
/\uH[[s  
40d9/$uzh  

[-Tt11  
QqK{~I|l  
4. 参数：优化球面透镜 :G=1$gb  
wQrPS  
M(WOxZ8  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ~uZLe\>K  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 K<  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 @1-GPmj-  
 透镜材料同样为N-BK7。 d>b,aj(  
K^& ]xFW  
2td|8vDA  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 =
"w8U'  
VmH_0IM^6  
aco}pXz  
lyH X#]  
5. 结果：优化的球面透镜 }Oh'YX#[  
9c5G6n0  
=']};  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 8j+:s\  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 Z=Y_;dS9  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 ;/^]|  
3G/ mB  
b}*@=X=4o  
Y=Ar3O*F  
6. 参数：非球面透镜 yZ~eLWz  
5nM9!A\D  
CbH T #  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 c>WpOZ,  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 GgpQ]rw  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 )bCG]OM7<  
IU'!?XVo  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 >?{iv1  
{cyo0-9nv  
#nf%ojh  
mA] 84zO  
?ZuD _L-i  
7. 结果：非球面透镜 i h$@:^\  
lfpt:5a9&  
Eagmafu  
 生成期望的高帽光束形状。 tp0!,ne*  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 <;,S"e  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 N}x/&e  
&b@!DAwAJ  
qvfAG
0p  
^~r&}l4c,  
[>M*_1F  
8. 总结 4z0R\tjT  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 zmL~]!~&  
jY#(A23  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 10l1a
4  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 !AD0-fZ  
/VmCN]2AZ  
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。 (4{
C7  
pT ocqJ22  
扩展阅读 VNxpOoV=S  
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扩展阅读 %+7T
9>+  
 开始视频 LE0J
;|1  
-     光路图介绍 Fyh?4!/.  
 该应用示例相关文件： ><#2O  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 =ve*g&  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ;1R?9JN"  
O
'!r]0Q  
}4\!7]FVYX  
QQ：2987619807 aX[1H6&=7