[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) Vx*O^cM  
应用示例简述 K@>($BX]  
1. 系统细节 \qj(`0HG  
 光源 0l+[[ZTV  
— 高斯激光束 g?i0WS  
 组件 !$L~/<&0g  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 y0_z_S#gO  
— 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 #4BwYj(Sl  
 探测器 !}PZCbDhL  
— 视觉感知的仿真 mfCp@1;26  
— 高帽，转换效率，信噪比 ^M6R l0  
 建模/设计 fobnK~2  
— 场追迹： e .1! K  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 <b#1L  
OH/!Ky\@  
2. 系统说明 $1}Y4>3  
{DWL 5V#M  
f6k=ew  
'4"c#kCKL  
3. 建模&设计结果 !\Vc#dslt  
_`.Wib+  
不同真实傅里叶透镜的结果： 5DxNHEuS  
7*\CfqrU  
It:,8  
)/cf%  
4. 总结 s&7TARd  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Fv$oXg/  
|e{ ^Yf4  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 0"J0JcFX  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 K;j0
cxl  
\zLKSJ]  
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。 pPsT,i?  
_Nacqa  
应用示例详细内容 fR>"d<
;T  
MnTJFo"  
系统参数 9v@P|  
H;{IOBo  
1. 该应用实例的内容 *b8AN3!  
H7%q[O  
-an~&C5\  
w:aV2  
7_ s7);  
2. 仿真任务 V `7(75  
#5%ipWPHb  
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 Z@OAPRx  
{5Sy=Y  
3. 参数：准直输入光源 k&lfxb9pd  
Ruv`yfQ  
bXi(]5  
3/V0w|Z
gD  
4. 参数：SLM透射函数 >!MRk[@ V-  
H5Bh?mw2  
9m%2&fjK^  
5. 由理想系统到实际系统 %l[]n;
*$  
c2Wp 8l  
bF'Jm*f  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 )F+wk"`+6  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 r;_*.|AH  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 w@WPp0mny  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 \+j:d9?  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 4*'ZabDD  
]Z?jo#F  
gH yJ~  
2Mu@P8O&  
'x6rU"e$J  
应用示例详细内容 qSt\ 6~  
M|fC2[]v B  
仿真&结果 @,m 7%,  
XhUVDmeUMb  
1. VirtualLab中SLM的仿真 9[R+m3V/`  
rvuasr~  
 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)。 -"rANP-UI  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Irui{%T  
 为优化计算加入一个旋转平面 .u
SVZqJ7  
_Kbj?j  
OXnTD!m>{  
N}nE?|N=5  
2. 参数：双凸球面透镜 KM?w{ ~9  
T:SqENV  
$WXO1o(O  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 6)c-s|#  
 由于对称形状，前后焦距一致。 Rn)fwGC  
 参数是对应波长532nm。 5Q\ hd*+g  
 透镜材料N-BK7。 "U/yq
 
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 6^lix9q7  
B=~uJUr  
CB#B!;I8v  
a"l\_D'.K8  
>qBJK)LHOv  
Xl:.`{5L  
3. 结果：双凸球面透镜 dQ_h
lx!J  
p3>Md?e  
rv`GOta*  
 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。 R90#T6^  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 4'TssRot@h  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 =;(L$:l~  
|{JI=$  
7'#_uAQR  
k136n#KN1  
G[6i\Et  
4. 参数：优化球面透镜 T;]Ob3(BpW  
p[&b@U#  
%CrTO(  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 &*745,e  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 q0DRT4K  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 )7
p(htCz5  
 透镜材料同样为N-BK7。 ksTK'7*  
lF t^dl^  
4;Vi@(G)  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 PEg]z  
{T-^xwc  
j+rY  
r`\@Fv,&#  
5. 结果：优化的球面透镜 &;~?\>?I  
|o+*Iy)  
)7X$um  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 c3 )jsf  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 4oL
.Bt  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 nM ?Nf}  
:K5?&kT  
+prUau*  
%~} ,N  
6. 参数：非球面透镜 ^!x! F  
7&9w_iCkV  
X%iJPJLza  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 7t1as.  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 c&N;r|N  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ,FXc_BCx4  
|sY  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 E-($Xc  
S^;;\0#NK  
Pd-LDs+Ga  
B"zB=Aw  
,iY:#E  
7. 结果：非球面透镜 bt(Y@3;  

^B%c3U$o  
CyS%11L  
 生成期望的高帽光束形状。 c*]f#yr?  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 1)jeawVmj  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 H=\Tse_.  
i]J.WFu  
hlZ{bO'f  
<h;_:  
,RM8D)m\  
8. 总结 ];"40/X  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 a+\<2NXYD  
cTS.yN({G  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 5IOGH*'U8  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 9D Nd} rXO  
D4C:%D  
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。 Z4c'1-lh  
^<;CIXo  
扩展阅读 9_nbMs  
#"lb9._M  
扩展阅读 e9 @{[  
 开始视频 8aIqc  
-     光路图介绍 c9o]w8p/  
 该应用示例相关文件： D[?;+g/  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Xdo\DQn  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 MnZljB  
"(vK.-T  
SDV#p];u  
QQ：2987619807 ]uMZvAjb