[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) MV936  
应用示例简述 bEpMaBN  
1. 系统细节 &4kM8Qh  
 光源 4#rAm"H  
— 高斯激光束 :c4kBl%gJ  
 组件 'U)8rR  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 K5flit4-  
— 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 DX@}!6|T  
 探测器 Yo2Trh  
— 视觉感知的仿真 olty4kGD$V  
— 高帽，转换效率，信噪比 @-6?i)  
 建模/设计 'j79G
C0  
— 场追迹： a-PGW2G  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 YFx=b!/s  
\3^Pjx  
2. 系统说明 ,P@QxnQ   
rSyaZ6#  
xH$%5@~  
S}gD,7@  
3. 建模&设计结果 dF,DiRD  
2LhE]O(_"  
不同真实傅里叶透镜的结果： *Mi6  
|R~;&x:  
*Q/E~4AW|t  
lIq~~cv)  
4. 总结 r<(kLpOH%  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 <nA3Sd"QfV  
q3\!$IM.  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 kPJ~X0Fr{t  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 FOp_[rR   
&7F&}7*c  
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。 # U`&jBU  
4TJ!jDkox  
应用示例详细内容 `Kp}s<  
@Z2/9K%1'  
系统参数 vs*I7<  
<4NQL*|>  
1. 该应用实例的内容 b-b;7a\N  
w:R]!e_6\9  
SRk7gfP*q  
AzX(~Qc  
,CW%JIM  
2. 仿真任务 *]9XDc]{j1  

p;ZDpR  
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。 q_58Lw  
gT7I9 (x!W  
3. 参数：准直输入光源 6cZ C  
b
VOO)  
zf")|9j  
+}]wLM}\UF  
4. 参数：SLM透射函数 tQnJS2V"{u  
Q2R>lzB  
]eL~L_[G\  
5. 由理想系统到实际系统 "j;!_v>=f`  
ZArf;&8  
GD/nR4$  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 :O#gJob-%s  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 nTQ (JDf  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 {8i}Ow  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 oG
9SO^v_  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 ?/L1tX)  
b6$4Ul-.  
.?7So3  
4w2L?PDMi  
)xbqQW7%0+  
应用示例详细内容  A8`orMo2  
'.xkn{c  
仿真&结果 k dUc&  
Ut=0~x.=<  
1. VirtualLab中SLM的仿真 n7'<3t  
-y<rM0"NE  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 s={X-H< 2  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 .y(@Y6hO  
 为优化计算加入一个旋转平面 6q!7i%fK?  
wf^cyCR0  
?##y`.+O  
OQ 0b$qw  
2. 参数：双凸球面透镜 4>d[qr*<  

T)*l' g'  
m.
/*LXU  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 HJ(=?TU  
 由于对称形状，前后焦距一致。 f61]`@Bk  
 参数是对应波长532nm。 EzwF`3RjK  
 透镜材料N-BK7。 \>_eEZ5  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 ]*;RHy9  
`_6@3-%  
ROcY'-  
">0 /8]l  
g8B&u u #  
<:H  
3. 结果：双凸球面透镜
(p'/p  
[)B@  
UeC 81*XZ  
 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。 !k ;[^>  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 C5d/)aC  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 Cf.WO%?P  
9,}fx+^  
jAsh   
6!i( \Q*  
WIhIEU7/  
4. 参数：优化球面透镜 $XtV8  
1/F<T  
MX%|hIOpr  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 ;g!xQvcR  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 s2kGU^]y  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 noWRYS%  
 透镜材料同样为N-BK7。 4"`=huQ  
@|JPE%T   
n C\(+K1%  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 dpl"}+  
Z%(Df3~gmm  
jauc*347  
XL%vO#YT  
5. 结果：优化的球面透镜 B`t)rBy  
,=x.aX Spz  
%>oT7|x  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 d{(s-  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 YLr%vnO*NS  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 hPNQGVv  
T(t <Ay?c  
exGhkt~  
qhv4R|)  
6. 参数：非球面透镜 S S7D1  
j X^&4f  
bUEt0wRR  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 |^>L`6uo  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 @Wlwt+;fT  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 yAZ.L/jyr  

Z)b)v  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 T% jjs  
Iltg0`  
F5om-tzy  
h[M6.  
mUe@Dud  
7. 结果：非球面透镜 4OB~h]Vc  
'2i)#~YO<  
<%5-Pzp  
 生成期望的高帽光束形状。 Xv<;[vq}F  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 '=@H2T6=  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 >8.v.;`  
I=3B 5u  
8z3I~yL_`+  
a`GN@ 8  
D{3 x}5  
8. 总结 %<bG%V(  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 8/kx3  
8kn]_6:3i  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 s|rZ>SLL  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 D+@/x{wX2  
[f0oB$  
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。 f"OA Zji  
d%[`=fs]|m  
扩展阅读 (,)vak&t  
c=U$$|qHV  
扩展阅读 (qq$y #$  
 开始视频 Q'%5"&XFD  
-     光路图介绍 (tz_D7c$F  
 该应用示例相关文件： WP#_qqO  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ?AM8*w  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 UHsrZgIRYT  
]R3pBC"Jv  
2
|kH%  
QQ：2987619807 W> -E.#!_