[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) }sTH.%  
应用示例简述 (<]\,pP0_  
1. 系统细节 _XY`UZ  
 光源 r6F{
 
— 高斯激光束 B91S h`  
 组件 PS_3Oq)  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 iioct_7,g<  
— 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 pPiYPfs  
 探测器 Tsm)&$JI8  
— 视觉感知的仿真 .q5J^/kr  
— 高帽，转换效率，信噪比 B^8ZoF  
 建模/设计 gZ`32fB%  
— 场追迹： *} *!+C3  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 eD*?q7  
J^+_8  
2. 系统说明 ^f^-.X  
msA' 5>  
$'A4RVVT  

3iu!6lC  
3. 建模&设计结果 G*P[z'K=
 
{\vI9cni|"  
不同真实傅里叶透镜的结果： L?=#*4t  
fbh6Ls/  
7af?E)}v  
Ph(]?MG\_  
4. 总结 7>nhIp))  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 S+.21,  
Pcs^@QP  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 M(n<Iu4^_  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 o|z+!,  
}Kvh`@CiJ  
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。 +Od1)_'\D3  
o/t
Vcv  
应用示例详细内容 h|J;6Sm@  
{c v;w  
系统参数 /~H[= Pf  
fkdf~Vb  
1. 该应用实例的内容 :`:xP  
4mEzcwo'  
jo 7Hyw!g  
,|e}Y [  
+IwdMJ8&8  
2. 仿真任务 8ku? W  
bin6i2b  
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。 e%PCe9  
4^ c!_K&&  
3. 参数：准直输入光源 2-B6IPeI  
+\+Uz!YS  
$cRcap  
=jJ H^Y2  
4. 参数：SLM透射函数 NY4!TOp  
4fu'QZ(}  
Ty`-r5  
5. 由理想系统到实际系统 DBQOxryP>o  
J)-T:.i|0  
pG)9=X!9  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 l'|E,N>X  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 E"Zb};}  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ?RZq =5Um&  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 @''&nRC1  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 uQeqnGp  
77+|#<J  
/0Z|+L9Jo  
W\HLal  
A{4Dzm!  
应用示例详细内容 q]F4Lq(  
MB1sQReOO  
仿真&结果 C>AcK#-x,{  
A|2 <A !  
1. VirtualLab中SLM的仿真 WLE%d]'%M  
j%#?m2J}  
 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)。 +#0~:&!
9  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 7;^((.]ln  
 为优化计算加入一个旋转平面 .6\T`6H=a  
J cP~-cp  
YKc>6)j  
nHrP>zN  
2. 参数：双凸球面透镜 1#/6r :  
|a%B|CX  
I!61 K  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 DNmb[  
 由于对称形状，前后焦距一致。 zT$0xj8  
 参数是对应波长532nm。 dAL0.>|`0  
 透镜材料N-BK7。 JRD8Lz]Q3  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Q6u{@$(/N  
' Q\@19  
pfR"s:#  
_Q> "\_,  
3 sl=>;-  
v5B" A"N  
3. 结果：双凸球面透镜 M|ms$1x  
{z=j_;<]  
-RGPtD@  
 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。 g`kY]lu  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 b9`iZ  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 vu
XS/ d  
r)Or\HL  
<]~ZPk[  
;8BA~,4l  
"t=UX -3  
4. 参数：优化球面透镜 +)zDA:2Wa"  
5!tb
$p#z  
D@#0dDT  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 #^Ys{  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 >jv\Qh  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 "@4ghot t  
 透镜材料同样为N-BK7。 u %'y_C3  
_$8{;1$T?  
J,RDTXqn  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 l^ARW E  
lnfm0  
s1{[{L3  
cs t&0  
5. 结果：优化的球面透镜 pL! a  
mGO>""<:  
\2j|=S6  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 %Z7%jma  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 `os8;`G  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 BY$[g13  
5Q|sta!  
p!}ZdX[u  
G)8ChnJa!m  
6. 参数：非球面透镜 +>4^mE" \  
D;jK/2  
sXiv,  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 l0Y?v 4  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 f|#8qiUS  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 tfA}`
*$s  
i|S:s  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 nS.2C>A  
U;pe:  
'l|R5   
=-Nsc1&  
ei|cD[ NY  
7. 结果：非球面透镜 r1;e 0\?`  
+;dXDZ2  
};r|}v !~_  
 生成期望的高帽光束形状。 'B`#:tX^N  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 5,R`@&K3D  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 @o&Ytd;i  
dMV=jJ%Y  
=U"dPLax  
w.uK?A>W,  
4sIXO   
8. 总结 M&f#wQ  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 `eC+% O  
y(}Eko4u5  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 8+>\3j  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 cIb4-TeV  
SO3cY#i z"  
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。 ('4wXD]C  
! Mo`^t  
扩展阅读 L M /Ga  
n=o_1M|  
扩展阅读 DW|vMpU]u  
 开始视频 7Cy<mS  
-     光路图介绍 #tDW!Xv?  
 该应用示例相关文件： $;`I,k$0>~  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 g<a<*)&  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 7$7n71o  
jct./arK  
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QQ：2987619807 :gf;}