[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) m9ts&b+TE  
应用示例简述 \k0%7i[nZ/  
1. 系统细节 @=`Dw/13  
 光源 kW\=Z1\#  
— 高斯激光束 67%eAS  
 组件 ^Tc&?\3  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 5+rYk|*D+k  
— 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 ][S<M24]Q  
 探测器 [ik D4p=  
— 视觉感知的仿真 &>0=v  
— 高帽，转换效率，信噪比 t&:'Ag.G  
 建模/设计 "5O
og<  
— 场追迹： !1+L0,I6  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 mu)?SGpyE  
H`]nY`HYg  
2. 系统说明 ^i_mGe
u  
>WE3$Q>bi  
>Mj :'  
^tsIgK^9H  
3. 建模&设计结果 LdI
)  
6[wej$u  
不同真实傅里叶透镜的结果： yxQxc5/X)  
4Cke(G  
E:xpma1Qf  
.3qaaXeH  
4. 总结 irqlU  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 )XMSQ ="m  
NS
HWs%Zc  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 #6fp"  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 flIdL,  
w;0NtV|  
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。 LD: w wH  
jC ,f
oqL  
应用示例详细内容 wX8T;bo&  
&|iFhf[o  
系统参数 5!}xl9D  
5X\3y4  
1. 该应用实例的内容 =+~e44!~D  
!cE>L~cza  
vrm[sP  
?(Dkh${@  
\E9Z
H3;  
2. 仿真任务 @cAv8iK  
iOPv %[  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 \MsAdYR  
go m<V?$  
3. 参数：准直输入光源 zBay 3a  
\:8~na+(  
uTA /E9OY  
TU$/3fp*  
4. 参数：SLM透射函数 &zlwV"W  
tq}sXt  
)I 4d_]&  
5. 由理想系统到实际系统 @}!1Uk3ud  
%lbSV}V)  
a-4'jT:  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 ;{ XKZ}  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 T2Z;)e$m_  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 i]Lt8DiRq  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 <?&GBCe  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 9'o!9_j  
:1q+[T/ @  
49nZWv48"_  
7_.z3Km:  
~1`.iA  
应用示例详细内容 }Ga@bY6  
Q
mOG2  
仿真&结果 @R9zLL6#7  
6b9Ddb*  
1. VirtualLab中SLM的仿真 '$ ~.x|  
}C/u>89%q  
 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)。 sDK lbb  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 M]!R}<]{  
 为优化计算加入一个旋转平面 Kw3fpNd  
a~Sf~ka  
F}DdErd!f  
>"f,'S5*  
2. 参数：双凸球面透镜 OwwH 45  
jx!)N>  
=<_xUh.  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 W*QD'  
 由于对称形状，前后焦距一致。 *SzP7]1m  
 参数是对应波长532nm。 v/c8P\  
 透镜材料N-BK7。 ]3 YJEP  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 U;D!m+.HK  
R<Ojaj=V  
zawU  
HLg/=VF7?  
 LS,/EGJ  
WiH%URFB  
3. 结果：双凸球面透镜 -TU7GCb=  
7B_;YT  
LU_@8i:  
 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。 W=j/2c/  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 *!,+%0  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 [y\ZnoB  
9qIUBHe  
5`{+y]  
[z
]@<99/  
$yIcut7  
4. 参数：优化球面透镜 }Y(Q7l  
|A8Ar7)  
(sW:^0p  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 4;M  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 W,`u5gbT  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 ! W$u~z  
 透镜材料同样为N-BK7。 +uM1#-+h  
{:IO
Ty  
Bz_['7D  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 3I^KJ/)A  
4))u*c/,  
+Q_X,gZ  
bS3qX{5  
5. 结果：优化的球面透镜 9xB^dKM3  
Un]`
Gd]:  
aa_&WHXkt  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 q#pBlJ.LK  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 yc+#
LZ~(a  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 /_rQ>PgSZW  
qDqIy+WR  
:bE ^
b  
:@wO' o  
6. 参数：非球面透镜 G&0&*mp  
Wcz{": [  
iv?'&IU
fK  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 .bB_f7TH.  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 S6$S%$  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 ,cWO Ak  
'AF2:T\  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 D=mU!rjr1  
nUQcoSY#  
r9uY?M  
,yWTkql  
ZF51|b  
7. 结果：非球面透镜 -fj;9('YJ  
Oe'Nn250  
'# "Z$  
 生成期望的高帽光束形状。 a)(j68c
 
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 M`FsKK`  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 5w gtc~  
la8se=^  
022YuqL<v  
+AZ=nMgW  
5dMIv<#T`  
8. 总结 "@gJ[BL#  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 @?aNvWeavH  
TIW6v4  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 KA`1IW
;  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 kNI m90,g  
*<x]gV  
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。 7WiVor$g-  
 c?}C{  
扩展阅读 hEl)BRJ  
3SpDV'}  
扩展阅读 GLwL'C'591  
 开始视频 =P'=P0G  
-     光路图介绍 +;C|5y  
 该应用示例相关文件： Al3Hu-Hf;`  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 Wv77ef  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 MCurKT<pQ  
wC{=o`v  
L -b~#  
QQ：2987619807 U@|{RP