[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) W m&*  
应用示例简述 Ot+Z}Z-  
1. 系统细节 F'-,Ksn  
 光源 oFb~|>d  
— 高斯激光束 !]3kFWs  
 组件 [sNvCE$\]  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 *X5<]{7c  
— 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 ^[&,MQU{7  
 探测器 !k Heslvi  
— 视觉感知的仿真 :K~sazs7J  
— 高帽，转换效率，信噪比 9m.MGJbQ_f  
 建模/设计 <naxpflom0  
— 场追迹： [<|$If99\  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 sd%m{P2  
@'A0Lq+#  
2. 系统说明 ?
AO22N|j  
nAC>']K4$  
iR"6VO  
OZ33w-X<  
3. 建模&设计结果 (tyky&$!  
T`bUBrK6g`  
不同真实傅里叶透镜的结果： vb| d  
f/QwXO-U  
-'F27])  
gF
d*\Dk  
4. 总结 S,EL=3},=  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 GYg.B<Q.  
18Vn[}]"  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 W^7yh&@lU  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 .D*~U
I  
9 p,O>I  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 AB{zkEuK  
zwU1(?]I{  
应用示例详细内容  Xr:s-
L  
xs&xcRR"  
系统参数 dBwoAq`'  
/M JI^\CA  
1. 该应用实例的内容 *\@RBJGF  
ftKL#9,s(  
Dlpmm2  
+f%"O?  
}g@ '^v  
2. 仿真任务 M.xZU\'ty  
h$}PQ   
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。 %ZcS"/gf  
(S4HU_,88  
3. 参数：准直输入光源 f5p/cUzX  
%|%eGidu  
oHr0;4Lg6  
r \[|'hA  
4. 参数：SLM透射函数 !^8X71W|  
2;j<{'  
V= -  
5. 由理想系统到实际系统 *dxm|F98  
^BM !TQ%!  
MN8>I=p  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 rd<43  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 c1r+?q$f  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 _n/73Oh  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 ^^zj4 }On?  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 <f`n[QD2z  
:<mJRsDf  
xticC>  
q)f_!N  
4lWqQVx  
应用示例详细内容 :p,|6~b$  
V0rQtxE{F  
仿真&结果 I 44]W&  
j RcE241  
1. VirtualLab中SLM的仿真 (~%NRH<\  
h_{f_GQ"  
 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)。 gS'7:UH,
  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 C #iZAR  
 为优化计算加入一个旋转平面 BW
vM~no  
?AD-n6  
$8i`h}AM  
iCA-X\E  
2. 参数：双凸球面透镜 ;Ce?f=4  
oH+PlL  
#HH[D;z  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 SMIDW}U2S  
 由于对称形状，前后焦距一致。 0O,;[l  
 参数是对应波长532nm。 +RL@g*`  
 透镜材料N-BK7。 7Mq{Py1  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 6r`N\ :18  
 
?O+.  
iLIb-d?!a&  
-seLa(8F  
!yPy@eP~  
Sir1>YEm  
3. 结果：双凸球面透镜 yf0v,]v[  
YJMs9X~3  
R6BbkYWrX  
 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。 BO4;S/ O  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 wM4{\  f\  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 C3Q #[  
2I}+AW!!=  
Z^2SG
_pD  
Y
,v9o  
E"_{S.Wc  
4. 参数：优化球面透镜 OblHN*  
oJ %Nt&q  
Jk-WD"J6  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 >J3mta3  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 yna!L@ *@,  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 /KWdIP#  
 透镜材料同样为N-BK7。 (J%4}Dm  
|f @A-d X  
D.:`]W|  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 x}pH'S7  
>oWP
wXA  
S+~;PmN9qL  
MymsDdQ]  
5. 结果：优化的球面透镜 eu"m0Q  
i_Q1\_m!  
5I2 h(Td  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 z^`4n_(Ygu  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。
K"XwSZ/  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 gEsD7]o(=  
BHAFO E  
9ybR+dGm+  
J)B3o$  
6. 参数：非球面透镜 DvQV_D  
]:D&kTc  
0.wF2!V.  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 #K:iB*  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 jd ;)8^7K  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 SF*mY=1  
[[^r;XKQ  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 hNZ_= <D!  
9&=%shOc+x  
g]HWaFjc5  
USN'-Ah  
\mGb|aF8  
7. 结果：非球面透镜 .w
d7^wI^S  
ty~Sf-Pri  
_ps4-<ugC  
 生成期望的高帽光束形状。 ";(m,if-  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 A\rY~$Vr  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 yC5>k;/6#K  
5OGwOZAj52  
+qjZ;5(  
eWm'eO
 
y~#5!:Be  
8. 总结 sq#C|v/  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 85io%>&0  
uGXvP(Pg'  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 hl**G4z9q  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 J+ :3==,  
6zU0 8z0-  
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。 N)
E'k%?,  
}])j>E  
扩展阅读 "7+^`?  
YK8l#8K  
扩展阅读 `k
I}p  
 开始视频 XU}i<5  
-     光路图介绍 
9
mMQ  
 该应用示例相关文件： ._x"b5C  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 sOWP0xY  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 otjT?R2g'  
}.|a0N 5  
s!YX<V  
QQ：2987619807 2xuU[