[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) ~ 1pr~  
应用示例简述 X8|EHb<  
1. 系统细节 =xrv~  
 光源 K^$=dLp  
— 高斯激光束 "3hMq1NQ`g  
 组件 ;=@0'xPEa-  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 ddo#P%sH'  
— 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 9l,oP?  
 探测器 h~26WLf.  
— 视觉感知的仿真 t Pf40`@  
— 高帽，转换效率，信噪比 6RM/GM  
 建模/设计 9kojLqCT  
— 场追迹： YP9^Bp{0  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 .ByuN
 
ca}2TT&t  
2. 系统说明 />Nt[o[r  
\1`O_DF~o  
,47qw0=C  
@KA4N`  
3. 建模&设计结果 eq"]%s  
nie%eC&U  
不同真实傅里叶透镜的结果： ]d`VT)~vje  
jIF |P-  
DN/YHSYK  
&?vgP!d&M  
4. 总结 Q^I\cAIB  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 W l16`9  
e*!kZAf  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 x:7IIvP  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 {^'HL  
h1{3njdr  
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。 fQ98(+6  
-F92-jBM4  
应用示例详细内容 >{Tm##@,k  
Nluoqoac  
系统参数 ?q&T$8zc4  
V$~9]*Wn  
1. 该应用实例的内容 <ih[TtZ  
aoTP[Bp  
dTtSUA|V7"  
b
6M  
8V(pugJ  
2. 仿真任务 MW{8VH6+  
`W-Fssu  
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。 .mAjfP*  
oRzi>rr  
3. 参数：准直输入光源 oE~Bq/p  
:L;a:xSpn=  
!Uc T RI  
=2 kG%9  
4. 参数：SLM透射函数 \;-|-8Q  
:ivf/xn  
tl].r|yl  
5. 由理想系统到实际系统 Z8oK2Dw  
03(4 x'z  
N[yy M'C  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 Dxxm="FQZ  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 LK"69Qx?5q  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 K@#L)VT!  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 f9;(C4+  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 @o6L6Y0Naa  
EZj9wd"u  

9C\Fq-  
:lzrgsW  
0LKRN|@  
应用示例详细内容 %#}Zy   
_l]fkk[T  
仿真&结果 -]=@s  
<|\Lm20G]  
1. VirtualLab中SLM的仿真 $\! 7 {6a  
RGU\h[  
 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)。 N36_C;K-z  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 |W\(kb+  
 为优化计算加入一个旋转平面 u4_9)P`]0  
d M-%{  
#=v~8  
(k
hL-F  
2. 参数：双凸球面透镜 MxGW(p  
+H Usz?  
=>dGL|  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 $pudoAO  
 由于对称形状，前后焦距一致。
0AV c  
 参数是对应波长532nm。 e,5C8Q`Z  
 透镜材料N-BK7。 QVE6We  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ,=mS,r7  
sse.*75U  
-S+zmo8  
- CWywuD  
}#E[vRf  
GDy9qUV  
3. 结果：双凸球面透镜 \r>6`-cs]  
hiw|2Y&`  
{vO9ptR;  
 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。 6Kb1~jY  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 9<)NvU^-r  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 27< Enq]  
e NafpK  
:#~j:C|  
PJ'E/C)i  
w8D"CwS1Rx  
4. 参数：优化球面透镜 a -moI+y  
WSY}d Vr  
;xs"j-r/  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 Q?/o%`N  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 ,-e{(L  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 |id <=Xf  
 透镜材料同样为N-BK7。 CWP2{  
:<#nTh_@\'  
O s.4)  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ]}(H0?OQR  
E\2%
E@0#  
@k/NY*+  
$"&{aa  
5. 结果：优化的球面透镜 7 ^mL_SMj  

[\b0Lem  
`I5wV/%ib  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 [=^3n#WW  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 oFGhNk  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 6qd\)q6T&x  
:TC@tM~Oy  
x7x\Y(@  
AlW66YAuQ  
6. 参数：非球面透镜 U2~kJ  
5RpjN: 3  
=6|&Jt  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 VgC2+APg  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 ,$+V  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 klR|6u]%  
*%t^;&x?  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3K/MvNI>  
JO"<{ngsQ  
Q7COQ2~K   
l/ ;  
usL* x
9i  
7. 结果：非球面透镜 #3 pb(fbw  
1,!(0 5H  
-n<pPau2  
 生成期望的高帽光束形状。 eSmLf*\G  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 m&?r%x  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 X=8{$:  
x6ARzH\  
cXOK)g#  
!V g`  
)$bS}.  
8. 总结 TLe~y1dwY=  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 U,-39mr  
WoRZW%  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 z4]api(xZ  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Gvqxi|  
`&sH-d4v  
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。 BV upDGh3  
4l45N6"  
扩展阅读 :#?5X|Gz  
<=0 u2~E  
扩展阅读 W=qVc  
 开始视频 tX %5BTv  
-     光路图介绍 =k0_eX0  
 该应用示例相关文件： M|`U"vO  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 MsGM5(r:b  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 FXN/Yq  
hP)LY=-2  
qd)/9*|Jl  
QQ：2987619807 Hi1JLW,