[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) zST#X}  
应用示例简述 gO*cX&  
1. 系统细节 v_{`O'#j^  
 光源 , *e^,|#  
— 高斯激光束 xPQO}wKa  
 组件 _UjAct]6  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 15iCJ p  
— 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 OJ@';ZyT=  
 探测器 e~'y%|D  
— 视觉感知的仿真 :n0(gB  
— 高帽，转换效率，信噪比 9w11kut-!  
 建模/设计 WE|L{  
— 场追迹： q jDWA'  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 S'Yg!KwX  
R(k6S  
2. 系统说明 gBYL.^H^l  
wy&VClT  
K?-K<3]9f  
;)0vxcMB  
3. 建模&设计结果 X2dTV}~i  
wh|[ "U('  
不同真实傅里叶透镜的结果： L@CN0ezQs  
KOhy)h+ h  
Z:O24{ro
5  
P:(,l,}F8  
4. 总结 S,G=MI"  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ~M(K{6R  
LP@Q8{'  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 ,EcmMI^A  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 Q`5jEtu#,  
gWy2$)  
光束整形应用需要高性能和低像差的光学系统，如非球面系统。 Y8m|f  
U QXT&w  
应用示例详细内容 %L/Wc,My  
lk6mu  
系统参数 }`5%2iG  
*N\U{)b\  
1. 该应用实例的内容 9m!4U2N,s  
@,M!&l  
TQE3/IL  
T*k K-
@.i  
0J@)?,V-.  
2. 仿真任务 Ulj2Py}  
b'Mg  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 PS`)6yn{_  
;]Y.2 J  
3. 参数：准直输入光源 Ywr^uy1V,/  
zhHQJcQ.  
d!G%n *  
>W.Pg`'D  
4. 参数：SLM透射函数 pL-p  
fcnbPO0M  
>/1.VT\E  
5. 由理想系统到实际系统 -HZvz[u  
9y.C])(2  
!rTh+F*  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 cQ*:U@  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 L)8;96  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 bi#o1jR  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 :#d$[:r#  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 6dC!&leNi  
 yZmQBh$  
!x;T2l  
)"t=sFxaB  
Z%(aBz7Et  
应用示例详细内容 j#-ZL-N  
D~NH 4
B  
仿真&结果 FT`y3~
 
+r4US or  
1. VirtualLab中SLM的仿真
[rqq*_eB  
(zk'i13#6  
 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)。 <wj2:Z0  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 jY87NHg  
 为优化计算加入一个旋转平面 e)!X9><J  
S3)JEZi  
:Gy .P  
{YK6IgEsJe  
2. 参数：双凸球面透镜 2}~1poyi>  
UupQ*,dJ  
;[gv-H  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 uDH)0#  
 由于对称形状，前后焦距一致。 | 2p\M?@  
 参数是对应波长532nm。 MZv&$KG4m@  
 透镜材料N-BK7。 t!D=oBCro  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 4?jhZLBU  
YDs/BF Z  
.Zf#L'Rf  
W 86S)+h  
AGK+~EjL@  
wqA5GK>m2  
3. 结果：双凸球面透镜 () b0Sh=  
aOWbIS[8  
YA{Kgc^  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 >=C)\Yfu)  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 a^4(7  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 GlQ=M)E  
5XFhjVmEL  
J +<|8D  
Lm,io\z  
+-qD!(&-6  
4. 参数：优化球面透镜 0S/
&^  
>4LX!^V"  
LP=!u~?  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 sDJ5'ul  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Q`r1pO  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 (873:"(  
 透镜材料同样为N-BK7。 iLv"ZqGrw  
,2&'8:B  
% fA0XRM  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 -lb}}z+/  
,A[HYc|uy  
xv4nYm9  
.(1=iL_3e  
5. 结果：优化的球面透镜 yMX4 f  
-cY/M~  
z0g$+bhy  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 #?}Y~Oe  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 0vQkm<  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 "TN}=^A\F  
M 80Us.  
R`TM@aaS:  
e|+uLbN&;c  
6. 参数：非球面透镜 &(Xp_3PO  
Z;WqKIM#  
V+Cb.$@  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 A4(^I u  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 4XX21<yn  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 4~Lw:o1a  
v oC< /}E  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 :*}tkr4&eh  
F!zZIaB]  
6"ZQN)7  
AbcLH
V.  
LNg[fF^:  
7. 结果：非球面透镜 jUBlIVl]  
^+,mxV'8!  
eYsO%y\I  
 生成期望的高帽光束形状。 4I{|M,+  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 s2w.V O  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 4:6@9.VVT  
3 5|5|ma  
xo^_;(;  
|6_<4lmTxF  
}=XL^a|V  
8. 总结 XUW~8P  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ;]<$p[m  
#;?z<  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 u7a4taM$d  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 `@Kh>K  
7p u*/W~  
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。 LR9dQ=fHS  
V4VTP]'n  
扩展阅读 3z~zcQ^\  
m;Sw`nw?  
扩展阅读 dzbzZ@y  
 开始视频 9D8el}uHf  
-     光路图介绍 p?Yovckm  
 该应用示例相关文件： XPWK"t01  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 F_V~UX1D  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 FA4bv9:hi  
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7^_M*F9  
173/A=]  
QQ：2987619807 siyJjE)}w