[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) J4"A6`O  
应用示例简述 :IBP "  
1. 系统细节 uS,?oS  
 光源 ||Owdw
|{  
— 高斯激光束 ?d3FR!  
 组件 1U#W=Fg'  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ;y. ;U#O  
— 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 5I,NvHD4  
 探测器 yf0v,]v[  
— 视觉感知的仿真 YJMs9X~3  
— 高帽，转换效率，信噪比 R6BbkYWrX  
 建模/设计 z,$uIv
}'@  
— 场追迹： ZzN
HEV  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 gm2|`^Xq$  
g-wE(L  
2. 系统说明 _AFje  
4K'U}W  
Dka8[z7  
P7b"(G%  
3. 建模&设计结果 K=HLMDs  
-&`_bf%M  
不同真实傅里叶透镜的结果： :d9GkC  
p0 X%^A,4  
c5$DHT@N"  
krFp q;  
4. 总结 vR:#g;mnk  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 1t^y?<)  
u-|%K.A  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 AC(qx:/6  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 D{Nd2G  
L=qhb;  
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。 o]4BST(A
 
}dzVwP=  
应用示例详细内容 w-ald?`  
.tLRY  
系统参数 {Kr}RR*{X  
)L6 it  
1. 该应用实例的内容 8
|{ZcW  
k^8;3#xG  
;Us6:}s  
o.NU"$\?  
]:D&kTc  
2. 仿真任务 :*,!gf  
?OF$J|h  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 *Vq'%b9  
=23B9WT  
3. 参数：准直输入光源 7F>]zrbK  
Jj[3rt?8  
l![79eFp  
h ChO  
4. 参数：SLM透射函数 ,"`3N2!Y}  
{$[0YRNk u  
QxE%C  
5. 由理想系统到实际系统 SaF0JPm4z  
u`Nrg<  
g]HxPq+O  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ~FYC'd  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 flqr["czwK  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 D9NRM;v  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 G@D;_$a  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 0 fT*O  
ufR>*)_+  
Z"Hq{?l9  
T+P{,,a/]  
)E=B;.FH  
应用示例详细内容 ,Aq, f$5V  
3=ME$%f  
仿真&结果 0K.$C~C  
{`2 0'  
1. VirtualLab中SLM的仿真 :/=P6b;  
[7DU0Xg7  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 `k
I}p  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 OI)k0t^;D  
 为优化计算加入一个旋转平面 '!Va9m*w7  
Om:Gun\%  
%1;Y`>  
F'{T[MA  
2. 参数：双凸球面透镜 7eM6 B#rI  
i`CNgScF>  
7SkW!5  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 0W6='7  
 由于对称形状，前后焦距一致。 x?{l<m
c  
 参数是对应波长532nm。 =u9e5n  
 透镜材料N-BK7。 S?v;+3TG  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 QrmGrRH  
]OKKR/:  
aF"PB h=  
U/U_q-z]  
E]a,2{&8<  
su\Lxv  
3. 结果：双凸球面透镜 O[1Q#  
K~UT@,CS60  
uKIR$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。 UeBSt.  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 :Oj!J&A  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 cru&nH*O^  
!h1|B7N  
P1TTaYu  
A#~CZQY^$  
P6^\*xkMr  
4. 参数：优化球面透镜 }darXtZKkK  
K nn<q=';G  
2+(SR.oGq  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 K)`l >o1  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 %tkL<e  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 K^AIqL8  
 透镜材料同样为N-BK7。 S
|RUc}(  
3=L5Y/  
zBrqh9%8e  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 EJ:2]!O  
gavf$be  
}`$({\^w  
, YE+k`:  
5. 结果：优化的球面透镜 +>mU4Fwp  
1G,'  
Q?m= a0g  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 ]ao%9:P;  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 +{e2TY  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 Y#-pK)EeU  
uhmSp+%  
''EFh&F  
=p!Hl#  
6. 参数：非球面透镜 ]'i}}/}u2  
vN)l3  
+N:M;uTS  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 UD]RW
N  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 )Oj%3  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 y=y#*yn&  
t+WUz#i"  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 +^aM(4K\  
>RmL0d#B  
0s%{m<  
g>f_'7F&  
\9.@Tg8`  
7. 结果：非球面透镜 9[\$\l  
SC0_ h(zb,  
iJ`v3PP  
 生成期望的高帽光束形状。 =G/`r!r*0I  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 /u'
M7R  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 ~c GH+M@  
+@C|u'  
s\1c.  
ATU]KL!{  
RZKczZGZg  
8. 总结 [E%Ov0OC  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 v/7iu*u  
7;:Uv=  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 KA0_uty/T  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 )VR/a  
{{4Sgb  
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。 Z
Nbb8v  
iX'#~eK*<  
扩展阅读 +D+Rf,D  
yB^_dE  
扩展阅读 *e-+~/9~  
 开始视频 7(= 09z  
-     光路图介绍 o4pe>hn  
 该应用示例相关文件： wS1zd?  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ob.=QQQs  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 Z\M8DZW8Y  

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QQ：2987619807 !@-g9z