[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) \'EWur"  
应用示例简述 4bBxZY  
1. 系统细节 p)jxqg
 
 光源 CS{9|FNz  
— 高斯激光束 
TkBBHg;  
 组件 w7D:0SGD  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 bn`zI~WS  
— 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 :L[6a>"neE  
 探测器 =z/F=1^<  
— 视觉感知的仿真 @j (jOe  
— 高帽，转换效率，信噪比 /t
rc&V  
 建模/设计 O9_YVE/-]  
— 场追迹： uUe\[-~  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 FSmi.7  
YXtGuO\q  
2. 系统说明 [o.zar82  
,$]q2aL  
_+N^yw,r*  
vf=  
3. 建模&设计结果 nAg(lNOWN  
f UIs(}US  
不同真实傅里叶透镜的结果： gAj)3T@  
j VZi_de  
vVW=1(QWI#  
@5y(>>C}8%  
4. 总结 r+\z0_' w6  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Wj:QC<5 v  
)^\='(s  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 tTt3D]h(  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 3+-(;>>\  
_}&]`,s>  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 is(!_Iv  
g5Dx9d{  
应用示例详细内容 ?6QJP|kE  
%wf|nnieZ  
系统参数 _@N)]!\MgP  
~Z]vr6?$h  
1. 该应用实例的内容 $5b|@  
4l''/$P  
i6d$/yP"  
8zC k9&  
.A\\v6@  
2. 仿真任务 IDh`0/i]  
6^|6V  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 \.c )^QQ  
x+cF1N2.  
3. 参数：准直输入光源 9i}D6te  
@vYmkF`  
!C#RW=h9  
`yAo3A9vk  
4. 参数：SLM透射函数 rk/ c  
XKX,7  
Ix
Z.2 67  
5. 由理想系统到实际系统 wzPw;
xuG  
/>Vx*^u8Hz  
HF: T]n,  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 io{H$ x(  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 2<G1'7)  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ,-3(^d\1F  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 @$P!
#z  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 Tr0V6TS7  
WrNgV@P  
n[Iu!v\/*  
<aaDW  
?=!XhU .  
应用示例详细内容 RQCQGa^cP  
+n[wkgFd  
仿真&结果 Sz|CreFK16  
)v=G}j^  
1. VirtualLab中SLM的仿真 IZ0$=aB7  
qW~R-g]  
 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)。 AaYrVf 9!  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 wDSUMB<?  
 为优化计算加入一个旋转平面 RLz`aBT  
_P<lG[V  
=O#AOw`  
d^5SeCs6  
2. 参数：双凸球面透镜 Z'NbHwW}  
NWHH.1|  
lF8dRIav  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 G;HlII9x[  
 由于对称形状，前后焦距一致。 Ik5jwfz  
 参数是对应波长532nm。 z|]oM#Gt  
 透镜材料N-BK7。 y3nm!tjyM  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 @B'8SLoP  
G0QXf  
tnF9Vj[#%_  
L%K_.!d^  
.Spi$>v  
cL)rjty2  
3. 结果：双凸球面透镜 I0HY#z%  
X;6r$   
te*Y]-&I|/  
 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。 [Ht."Vx
R  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 sIRrEea  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 :.S41S   
H'0*CiHes  
g<iwxF  
k<'vP{  
4 ?@uF[  
4. 参数：优化球面透镜 S`c]Fc  
?gR\A8:8  
22/?JWL>  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 }1]!#yMfq  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 `,-
hG  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 sMfFm@\N  
 透镜材料同样为N-BK7。 L.0} UXd  
*%N7QyO`I  
OHP3T(Q5  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ~6:LUM  
e}R2J`7  
^wO_b'@v  
?St=7a(D  
5. 结果：优化的球面透镜 E7yf[/it  
eY4
`k  
B)DC,+@$  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 tT* W5  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 \Qi#'c$5+a  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 V"7<[u]K|  
,dZ H$  
?|">),  
[^U;  
6. 参数：非球面透镜 ?b@q5Y  
wI@zPVY_i  
qXU:A-IdIl  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。  &6\r  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 vzyNc'  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 miG;]-"^  
V<HOSB7  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 %;<k(5bhGJ  
 \Z\IK  
5y(t`Fmt  
1=/doo{^  
=wIdC3Ph  
7. 结果：非球面透镜 aT?p>  
-t%{"y  
I3G*+6V  
 生成期望的高帽光束形状。 7cUR.PI#Q  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 sd]54&3A
 
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 c YM CfP  
5w,lw  
,#E3,bu6_4  
L876$  
3R<ME c  
8. 总结 p|h.@do4  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 #.E\,N'  
MPKpS3VS  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 [!J @a  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 ldAov\X  
L,C? gd@"  
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。 Tn4W\?R  
!paN`Fz\a  
扩展阅读 ZL4l (&"  
6\,DnO   
扩展阅读 ,zAK3d&h
j  
 开始视频 }zkL[qu;  
-     光路图介绍 MekT?KPQ{L  
 该应用示例相关文件： :"M9*XeHO  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ,]~u:Y}  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 o,S!RG&  
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XGE 2J  
QQ：2987619807 8%;}LK