[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) C3~~h|:  
应用示例简述 RAws{<6T-  
1. 系统细节 VB T66kV  
 光源 -S&9"=v  
— 高斯激光束 {;z
Hkmx  
 组件 aNQ(xiskb  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 Wg,@S*x(  
— 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 V[kn'QkWv  
 探测器 ;l `Ufx  
— 视觉感知的仿真 Wa.!eAe}  
— 高帽，转换效率，信噪比 *yo'Nqu  
 建模/设计 a|#pl!  
— 场追迹： NYs<`6P:Y  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 EM!S ;i  
* LWihal  
2. 系统说明 ?i\V^3S n$  
Qu7ML]e?z  
^P/OHuDL  
rd$T6!I  
3. 建模&设计结果 G\,B*$3   
|ITb1O`_P  
不同真实傅里叶透镜的结果： UX.rzYM&T  
&jQqlQ j  
8x7TK2r  
f~TkU\Rh  
4. 总结 XFl&(I4tB  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 hE'7M;  
~i'!;'-_}  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 SkVah:cF-  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 X.,R%>O}`P  
_v,Wl/YAp  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 [fb9;,x`  
px+]/P<dX  
应用示例详细内容 sCQV-%9  
9.( [,J  
系统参数 MBKF8b'k  
B9cWxe4R#  
1. 该应用实例的内容
*ezft&{)`  
T?=]&9Y'  
<mTo54g  
A=e1uBGA  
Zp6VH  
2. 仿真任务 o_kZ  
a\Gd;C ^`  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 "[7'i<,AI  
EGFPv'De  
3. 参数：准直输入光源 )"M;7W?R0  
{Dy,|}7s  
;:J"- p  
BePb8 k<y  
4. 参数：SLM透射函数 Dvl\o;  
RF4B]Gqd  
lU&2K$`  
5. 由理想系统到实际系统 +
u\w4byl  
~HT:BO$  
n-qle5sj  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 cd=H4:<T5  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 US9@/V*2  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 !O'p{dj][  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 oblw!)  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 jO*H8XO  
?>vkY^/  
00y(E@~  
8. +f@wv  
HxLuJ  
应用示例详细内容 7*Zm{r@u  
7X
>@r"9<  
仿真&结果 H/8u?OC  
J
u;^^  
1. VirtualLab中SLM的仿真 Ep')@7^n  
J\'f5)k  
 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)。 h2:TbQ  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 Yc3\
 
 为优化计算加入一个旋转平面 ^r7KEeVD  
JPj/+f  
q$}J/w(,  
{cdrMP@""  
2. 参数：双凸球面透镜 1}ifJ~)5S  
;>X;cZMd  
wXBd"]G)C  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。
zqI|VH  
 由于对称形状，前后焦距一致。 JPgFTr  
 参数是对应波长532nm。 Olt;^>MQ  
 透镜材料N-BK7。 R /_vJHI  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 Zny9TP  
I,& g
Kgh  
G#uB%:)&0u  
YX3NZW2i  
NPa4I7`A  
%6M%PR~
u  
3. 结果：双凸球面透镜 Rx.5;2m  
^hT2ed +  
[+}0K{(O=  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 UKB/>:R  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 Uz]=`F8  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 /~+Fzz  
RcO.1@2  
u-V( 2?  
L`rrT   
N1vA>(2A  
4. 参数：优化球面透镜 B LZ<"npn  
"#f5jH  
8S[bt@v  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 b!"FM/%  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 , BZ(-M  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 FZ8Qj8  
 透镜材料同样为N-BK7。 X2Q35.AB  
nKTi"2dm  
,k9.1kjO*)  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 <f
MQ#No  
sULsUt#  
yy3`E}vX7  
e\*(F3r  
5. 结果：优化的球面透镜 cnG>
EG  
v+<4?]EJ  
MdTu722  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 5fmQ+2AC1  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 ,.<c|5R  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 F hyY+{%  
)$*B  
4 .(5m\s!  
6hXh;-U  
6. 参数：非球面透镜 -7Kstc-  
q+w] Xs;  
Vk76cV D  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 _C'VC#Sy  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Ngm/5Lc  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 '68#
7Hs.  
XuU>.T$]c  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 Z 2$S'}F  
IiX2O(*ZE  
iqsR]mab  
k#p6QAhS  
GW.Y=S  
7. 结果：非球面透镜 ?]TtUoY=)F  
p DU+(A4>  
c/(Dg$DbX  
 生成期望的高帽光束形状。 I}]UQ4XJ  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 zYftgH_o  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 NZwi3  
:e}j$vF  
V[7D4r.j  
$?pfst~;O  
<jLL2-5r0  
8. 总结 ZiaFByLy  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 Emk:@$3{r  
Kzwe36O;?  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 UHIXy#+o5  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 koj*3@\p/  
)31xl6@  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 =>GGeEL  
ykxAm\O  
扩展阅读 (!Fu5m=<8  
A[:(#iR5-E  
扩展阅读 3i9~'j;F3  
 开始视频 SxX  
-     光路图介绍 @ xTVX'$  
 该应用示例相关文件： 1h{7dLA  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 \e%%ik,<  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 0P;LH3sx  
w+XwPpM0.n  
#"[EVF0%1D  
QQ：2987619807 0}g~69Z1=