[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) v$g\]QS p  
应用示例简述 v-Q>I5D;:  
1. 系统细节 P97i<pB Y_  
 光源 -dfs8[i  
— 高斯激光束 sOS^  
 组件 vz1I/IdTd  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 <E^;RG  
— 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 _9Rj,  
 探测器 _5$L`&  
— 视觉感知的仿真 i*A_Po  
— 高帽，转换效率，信噪比 9|OOT[  
 建模/设计 fE3%$M[V7  
— 场追迹： _Vt(Eg_\  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 Z5EII[=$o  
T1x67 b u  
2. 系统说明 sb?!U"v.'  
aH8]$e8_,\  
t}OzF cyqN  
h|lH`m^  
3. 建模&设计结果 L 7LUy$M-<  
W
 ,v0~  
不同真实傅里叶透镜的结果： `@vksjxu  
giW9b_  
P.1Z@HC  
e#F3KLSL`  
4. 总结 kVG+Wr7l0F  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ,^eOw
WV  
Hc8!cATQk  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 2:e7'}\D.  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 EV
-# E  
&yOl}?u  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 Xh/BVg7$  
Z$6B}cz<  
应用示例详细内容 6
KD-nr{S  
\(`C*d  
系统参数 6Lg#co}9  
R
a:UnA  
1. 该应用实例的内容 @uG/2'
B(  
x;LO{S4Z  
B7oUS}M  
h%v qt~0  
<yvo<R^30  
2. 仿真任务 ?wn<F}UH  
F6:LH,~8  
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。 /ZH*
t\  
j_0l'Saj  
3. 参数：准直输入光源 %*IH~/Ld;]  
&SPr#OkW  
1Oak8 \G  
ZU2D.Kf_:  
4. 参数：SLM透射函数 X\*H7;k,  
zN-Y=-c  
Vf=,@7  
5. 由理想系统到实际系统 $~?)E;S  
Fx)><+-  
yC4%z)t&R  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 mGoC8t}iP  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 {BJH}vV1)  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 t~!ag#3['.  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 q^<;B Y  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 rhGB l`(B  
`FX?P`\@I  
N4{g[[ T  
BIg2`95F|  
VMNd
C}  
应用示例详细内容 :?i,!0#"  
'RNj5r  
仿真&结果 ~L>&
p  
gT,iH.  
1. VirtualLab中SLM的仿真 ]I;owk,  
.t{uzDM  
 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)。 IA}.{zY~|  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 .v9i|E=<~  
 为优化计算加入一个旋转平面 BAT.>  

pK/RkA1  
[d>2F  
g|4>S<uC  
2. 参数：双凸球面透镜 *GdJ<B$  
U2\k7I  
hl DU.k  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 %Rk0sfLvn  
 由于对称形状，前后焦距一致。 WW7E*kc  
 参数是对应波长532nm。 ]2|KG3t  
 透镜材料N-BK7。 ]J/;Xp  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 4e?cW&  
^nQJo"g\  
wGHVq fm5  
&rc r>-  

 {~w!  
?;w\CS^Qu  
3. 结果：双凸球面透镜 Dr}elR>~G=  
Cwji,*  
(@O,U  
 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。 [:A">eYI  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 4r7aZDVA\  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 8*uaI7;*  
X3ZKN
;  
yV&]i-ey  
a<((\c_8G  
&@PAv5iNf  
4. 参数：优化球面透镜 F0k
Q/x  
5\}QOL  
!8RJHMX&  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 !Uhcjfq`e  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 7a.iT-*  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 vQDR;T"]  
 透镜材料同样为N-BK7。 ?b]f$ 2  
cn9=wm\\  
ZMK1V)ohn  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 S@4bpnhK  
bF
+d_t  
KT<N ;
[;  
}j\8|UG  
5. 结果：优化的球面透镜 wMM1Q/-#  
a3He-76  
W,nn,%  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 -^rdB6O6j  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 I7<UC{Ny  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 HDs8M  
KF`m
OSP  
4@M
}5WJ7  
%XXjQ5p  
6. 参数：非球面透镜 |%(qaPA1  
Ti#x62X{  
!VvM  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 dmMr
Z1u2  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 s-l3_210  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 F@ZB6~T~.  
@,pn/[  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 >vuR:4B  
W9A F}  
@ZcI]G%  
Hqu?="f=  
z7Z!wIzJ  
7. 结果：非球面透镜 1_G+sDw$  
48mTL+*  
W:2j.K9!  
 生成期望的高帽光束形状。 4HGR-S/  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 (~:ip)v  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 \T;(k?28HN  
j7VaaA  
!1bATO:x  
W{kTM4  
T<mP.T,$!  
8. 总结 S&'-wAEd  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 )fc+B
_  
IXR%IggJA  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 `Z (`  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。  t&
G #%  
XBTjb  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 Z&GjG6t  
?"p.Gy)  
扩展阅读 _P=L| U#C  
//^{u[lr  
扩展阅读 XeAH.i<  
 开始视频 Qgl5Jr.  
-     光路图介绍 I"W
mDC`1  
 该应用示例相关文件： ban;HGGNG{  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 2K{)8;^  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ,{#Li  
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8oP"?ew#  
QQ：2987619807 S$nEflcz