[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) KD^>Vv#  
应用示例简述 ;PJWd|3  
1. 系统细节 SQ)$>3>C  
 光源 ]S
[zD|U%  
— 高斯激光束 ](vshgp2  
 组件 a$g4)0eS  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 dx@#6Fhy  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 rO/mK$  
 探测器 <$n%h/2%  
— 视觉感知的仿真 su(y*187A  
— 高帽，转换效率，信噪比 /
b20!3  
 建模/设计 UcDJ%vI  
— 场追迹：
~<3qsA..  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 uYS?# g  
sf]y\_zU  
2. 系统说明 k'wF+>  
E)>~0jv  
l0g#&V--  
Wy,DA^\ef  
3. 建模&设计结果 ]6</{b  
*~fZ9EkD  
不同真实傅里叶透镜的结果： %FQMB  
>/EmC3?b!  
/g712\?M4  
'bkecC  
4. 总结 ,-t3gc1~X  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 7[QU *1bk  
er^z:1'  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ` &|
Rs  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 \i "I1xU  
=R!=uml(  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 "tUXY
Y  
;'dw`)~jQ  
应用示例详细内容 R
3Eh47  
+GgWd=X.Y  
系统参数 FqQm*k_  
/]T#@>('  
1. 该应用实例的内容 EKk~~PhW 8  
kYz)h  
'rRo2oTN  
z['>`Kt  
(zBa2Vmmv  
2. 仿真任务 8[ 1D4d  
^M  PU?k  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 :HRJ49a  
B>t$Z5Q^X  
3. 参数：准直输入光源 IO`.]iG  
?.IT!M}DR  
pQ*9)C   
$uawQf+S  
4. 参数：SLM透射函数 r`i<XGPJ%  
u=jF\W9  
F^IYx~:  
5. 由理想系统到实际系统 J+[&:]=P  
vd SV6p.d  
9]VUQl9gh  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 sZPPS&KoP3  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 85m[^WGyh  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 #wNksh/J^  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 Y1H8+a5@  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 `z-4OJ8~  
%z J)mOu  
f3|ttUX  
4s^5t6  
*ZKI02M  
应用示例详细内容 ln'7kg
 
G
7pj.rQ  
仿真&结果 ly}6zOC\  
%(Nu"3|$K=  
1. VirtualLab中SLM的仿真 B+iVK(j'[v  
yW^[{)V 3%  
 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)。 qWGnIPk  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Iujly f  
 为优化计算加入一个旋转平面 8uM>UpX  
|J'@-*5?[8  
5iz]3]}%  
b~Op
1p  
2. 参数：双凸球面透镜 ?&_ -,\t  

g6IG>)  
LgjL+w19  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 [95(%&k.Q  
 由于对称形状，前后焦距一致。 I(#Y\>DG  
 参数是对应波长532nm。 (8qMF{  
 透镜材料N-BK7。 KIC5U50J  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 JaXT B"e  
efy65+~GG  
JWr:/?  
#gMMhB=  
BdG~y1%:  
Z%y>q|:  
3. 结果：双凸球面透镜 mFjX  
a57Y9.H`o  
dD?1te  
 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。 iN"kv   
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 4{(uw  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Sf B+;i'D  
P_B#  
Al0
9R,I;  
;3U-ghj  
Sav]Kxq{  
4. 参数：优化球面透镜 lTvI;zy  
"yCCei,hA?  
R5g-b2Lm  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 |Up+Kc:z/n  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 FAfk;<#'n+  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 s:7^R-"
 
 透镜材料同样为N-BK7。 .9 mwRYgD  
,=O`'l>K  
~YA* RCe  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 K:Wxx"  
yQ}$G ,x  
mM!'~{r[-  
P,k~! F^L  
5. 结果：优化的球面透镜 QM2Y?."#  
PEac0rSW  
]|it&4l  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 E0'+]"B  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 NeAkJG=<  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 iZ<^p1i  
Yz=(zj  

%'a%ynFs  
8W#/=X
h?  
6. 参数：非球面透镜 CL.JalR`b  
&PaqqU.  
ns[v.YDL  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 eqU2>bIf  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 RbzSQr>a\  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 Zk4Hs%n  
%@#+Xpa+  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 n0F.Um  
cjAKc|NJ  
k"\%x=#  
nDuf<mw  
'bJ!~ML&  
7. 结果：非球面透镜 g6{
.C7m  
L`;p.L Bs_  
+%Q:  
 生成期望的高帽光束形状。 1j0OV9-|  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 S-}MS"  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 Z"#eN(v.N  
R*a5bKr  
0B fqEAl  
+PgUbr[p  
0D/u`-  
8. 总结 BZejqDr*  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 aDmyr_f$  
ZUP\)[~  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 >$SP2(Y~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ,@kD9n5
#  
BZq_om6  
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。 (MhC83|?  
=F'p#N0_2  
扩展阅读 yI/2 e[  
/_<`#?5T(
 
扩展阅读 fZ1v|  
 开始视频 }/&Q\Sc
  
-     光路图介绍 W
&CQ87b  
 该应用示例相关文件： ,Tc3koi  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 7K.&zn  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 bwo-9B  
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@)PA9P |  
QQ：2987619807 xxkUu6x#