[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) LsJs Q h  
应用示例简述 GhG%>U#&a  
1. 系统细节 MPKpS3VS  
 光源 60hNCVq%  
— 高斯激光束 |TB@@ 2Ky&  
 组件 er["NSo  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 $@[dm)M  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 ~t{D5#LVHa  
 探测器 9?u9wuH  
— 视觉感知的仿真 Em~7D]Y  
— 高帽，转换效率，信噪比 P9 {}&z%:  
 建模/设计 i7S>
RB  
— 场追迹： ig{A[7qN  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 ~rgf{oGz  
hsTFAfa'  
2. 系统说明 Iz6ss(UJ  
C1X}3bB  
D'7A2f  
vF9*tK'   
3. 建模&设计结果 5nMkd/  
6WA|'|}=  
不同真实傅里叶透镜的结果： tMxsR>sH  
pT("2:)x  
iEiu%T>  
x r-;,W  
4. 总结 TqS2!/jp  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Y brx%  
=dgo!k  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 RDUT3H6~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 E|HSwTHe  
WW//heJe-  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 |RR"'o_E  
a$C2}  
应用示例详细内容 0zg2g!lh  
#d7N| 9_  
系统参数 k0H?9Z4k5  
4^0d)+Ff  
1. 该应用实例的内容 C:]/8l  
W*YxBn4  
Ap11b|v  
<e;jWK  
8 ne/=N|,  
2. 仿真任务 Gx.P
]O3  
{I4%  
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。 seu ~'s-  
?TIV2m^?  
3. 参数：准直输入光源 DW1@<X  
LMAmpVo  
PXV)NC  
Ba/RO36&c  
4. 参数：SLM透射函数 9GO}&7   
6tOCZ'f  
*%:@ cbF-M  
5. 由理想系统到实际系统  ci`zR9Ks  
i][f#e4  
@'*eC}\E  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 W0Ktw6  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 24//21m  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 fi=0{  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 C`dkD0_  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 F;#zN  
v9u<F6  
*dN N<  
CK2B  
%Nj #0YF]  
应用示例详细内容 <x0)7xX  
BYS lKTh  
仿真&结果 $K})Q3FNi  
C`)_i3 ^  
1. VirtualLab中SLM的仿真 O#vn)+Y,*  

Mal<iNN  
 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)。 7skljw(  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 C)OG62  
 为优化计算加入一个旋转平面 'qjX$]H  
 @@Q6TB  
wtSvJI~o)  
%4,xx'`  
2. 参数：双凸球面透镜 \SOeTn+  
f27)v(EJ  
\^
9pW 2v  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 dXl]Pe|v  
 由于对称形状，前后焦距一致。 T'.[F  
 参数是对应波长532nm。 _5b0wdB  
 透镜材料N-BK7。 '@bJlJB9>  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 dByjcTPA  
:s"2Da3B  
E tx`K5Tr]  
z$|;-u|  
l
l%G!VR  
#F!Kxks  
3. 结果：双凸球面透镜 b0 &  
qz`rL#W]  
Ad/($v5+  
 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。 r!kLV)_  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 }~F~hf>s  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 9*\g`fWc}{  
=2%VZE7Vm  
+"8}R~`!  
V.8%|-d  
0 _A23.Y  
4. 参数：优化球面透镜 Jt]&;0zn2  
zT7"VbP  
UW6VHA>  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 $3k "WlRG  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 :3^dF}>  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 d;=u  
 透镜材料同样为N-BK7。 Efx=T$%^&  
`*aBRwvK~  
t`YWwI.  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 ,[X_]e;  
O9^T3~x[V  
d2~l4IL)~  
>3PMnI  
5. 结果：优化的球面透镜 T@P!L  
J\=a gQ  
3z3_7XI  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 Y5Z!og  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ;iU%Kt  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 j (ygQ4T  
}G'XkoI&  
m5*[t7@%  
SkHYXe"]  
6. 参数：非球面透镜 . I==-|  
aGK@)&h$  
-Sz_
mr  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Wp[9beI*M  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 o=_c2m   
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 0%<+J;'o  
G\=_e8(  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 | -+zofx  
$UvPo0{  
!^WHZv4  
4h8*mMghs  
wL3,g2-L  
7. 结果：非球面透镜 <a|@t@R  
%e?fH.)  
~3CVxbB^<  
 生成期望的高帽光束形状。 @AQwr#R"l  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 .Djta|puu  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 4 1t
)(+r  
PeTA$Yl  
Qxa{UQh}9  
UyiJU~r1  
%3o`j<  
8. 总结 q0./O|Dj   
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 |=K_F3aJ  
hXB|g[zT  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 O0huqF$K  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 pe.QiMW{8  
I=IjdwbH  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 ;Vu5p#,O<M  
41Ve}%  
扩展阅读 2SG$LIV 9Y  
sKL:p3r  
扩展阅读 A.En+-[\  
 开始视频 S6D^3n  
-     光路图介绍 73F5d/n  
 该应用示例相关文件： j0mM>X HB  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ,6,]#R :J  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 fex,z%}p  
9P WY52!  
Vf $Dnu@}z  
QQ：2987619807 
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