[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) Ac*B[ywA3  
应用示例简述 )M&I)In'  
1. 系统细节 8ItCfbqa6  
 光源 O?+tY y?  
— 高斯激光束 {Zd)U "  
 组件 F}VS)  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 2^k^"<h5j  
— 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 Q>06dO~z8  
 探测器 >llwNT  
— 视觉感知的仿真 S|O%h}AH;  
— 高帽，转换效率，信噪比 ySPlyhGF  
 建模/设计 Lqz}&A   
— 场追迹： 8iII)+  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 bahc{ZC2  
J,(U<%n  
2. 系统说明 |e.3FjTH  
'? !7 Be  
[<@A8Q5,y  
k*zc5ev}  
3. 建模&设计结果 75^)Ni  

rTm>8et
 
不同真实傅里叶透镜的结果： CrQA :_Z(7  
`% #zMS  
|zRoXO`]-*  
:_
I wc=  
4. 总结 E@'CU9Fo  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 5KA FUR0  
P_^|KEz  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 2:6Y83  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 *1 J#Mdd  
z_[3IAZ  
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。 v3VLvh2)n  
nf+"vr}1  
应用示例详细内容 _z"ci$[  
D KMbs  
系统参数 US*<I2ZLh  
f;_K}23  
1. 该应用实例的内容 Cs6zv>SR  
qKI4p3&E  
y[
rB"  
nfCd*f  
$.x?
in|_  
2. 仿真任务 ;)bF#@Q  
Cs~\FI1wR  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 2)j#O  
\8@[bpI@g  
3. 参数：准直输入光源 S:B-nI  
9<0$mE^:  
A=YEY n  
9DP75 ti  
4. 参数：SLM透射函数 "YdDaj</  
| xErA  
Ry*I~<
m  
5. 由理想系统到实际系统 +%cr?g  
"n2xn%t{  
VdN+~+A:  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 >TJKH^7n  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 d8y=.  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 ] l qFht  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 4|o{_g[  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 `sp'Cl!  
(qc!-Isd~[  
bZ@53  
5fDtSsW  
p
6k'Q  
应用示例详细内容 sR0e&Y  
~D-OL*2  
仿真&结果 NtP.)  
Y_ ;i  
1. VirtualLab中SLM的仿真 k;Ny%%5  
Q!A3hr$IF  
 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)。 PT
c\I  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 5Z>pa`_$2  
 为优化计算加入一个旋转平面 : 1f5;]%N  
r :MaAT<  
kjKpzdbD  
lO[jf6gB  
2. 参数：双凸球面透镜 iJj?~\zp  
+>9^])K|  
\o
ZUG  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 5]n<%bP\  
 由于对称形状，前后焦距一致。 t-gNG!B  
 参数是对应波长532nm。 :@807OYzy  
 透镜材料N-BK7。 p(&o'{fb  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 1NHoIX  
u:u 7|\q  
~FrkLP  
qYiK bzy  
*/dsMa  
3ijI2Zy  
3. 结果：双凸球面透镜 b)`#^uxxJ  
ALieUf  
"Ohpb!J9  
 生成的礼帽光束是一个干涉图案的叠加，干涉图案的出现时由于像差造成的。 ;7=JU^@D@  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 .AI'L|FQ%c  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 98BBsjkd  
r^tXr[}  
JhXN8Bq33  
yt#;3  
6XCX#4'i%  
4. 参数：优化球面透镜 lJ1xx}k{U  
KGLhl;a  
3&Zx*:  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 v^I%Wm  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 *RE-K36m|u  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 `}Zbfe~  
 透镜材料同样为N-BK7。 r@ *A  
+=04X F:  
@
X><lz  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 nVA'O  
\
#c+vfq  
w^6N :]d  
){|Lh(  
5. 结果：优化的球面透镜 #$rT 4Nc;  
*H<g9<Dn  
JkDZl?x5  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 tSLl'XeN  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 wmCV%g\.d:  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 5 9HaTq  
uB"m!dL  
I{ZPv"9j^  
]p.f*]  
6. 参数：非球面透镜 Sq]1SW3  
eZkz 1j~  
c)YGwkY,,  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 <Y'YpH`l  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 BCB/cBE  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 #/=
yz<B  
#IA(*oM  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 !0+Ex F  
=zGz|YI*?  
n.>'&<H>9  
~7lvY+k)<  
5F?g6?j{  
7. 结果：非球面透镜 fT~<C {  
qz SI cI  
#e|kA&+8M  
 生成期望的高帽光束形状。 BV:,bS  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 5i&V ~G  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 +~]g&Mf6o  
")buDU6_  
u`nn{C4D"  
'J2P3t  
D4-U[l+K>  
8. 总结 <x
NM@!'\h  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 yKhzymS}T  
}=4".V`-o  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 f#MN-1[67  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 +'4dP#  
)fr\V."  
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。 \~1+T  
bv];Gk*Z-  
扩展阅读 W5g!`
f  
\Nyxi7  
扩展阅读 _9 O'  
 开始视频 mmK_xu~f28  
-     光路图介绍 'FXZ`+r|  
 该应用示例相关文件： )ISTb  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 h:90K  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 #<3\}*/  
A+8b]t_k  
*r3vTgo$  
QQ：2987619807 7QFEQ}