[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) 1]v.Qu<  
应用示例简述 8ESBui3;  
1. 系统细节 @[S\ FjI  
 光源 N|h}'p  
— 高斯激光束 E$rn^keM  
 组件 _D(F[p|  
— 反射型空间光调制器组件及后续的2f系统 X Jy]d/  
— 不同的傅里叶透镜设计(球面，非球面) 具有不同的性能和像差 . \fzK  
 探测器 DY{JA *N  
— 视觉感知的仿真 S-:l 60.  
— 高帽，转换效率，信噪比 eW+z@\d9Gz  
 建模/设计 X(#G6KeZFZ  
— 场追迹： ^r$P&}Z\b  
 基于不同性能傅里叶透镜的SLM光束整形系统的性能评估。 nK6{_Y>  
cX553&  
2. 系统说明 69,;=  
NQ%lwE~  
e ?H`p"l  
V4Ql6vg_f  
3. 建模&设计结果 x5 3aGi|  
z.pP~he  
不同真实傅里叶透镜的结果： Xi1/wbC  
'8wA+N6Zr7  
*}0
g~8Gp  
z}N=Oe  
4. 总结 ;Zc(qA  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 !B(6  
4RNB\D
 
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 Jpws1~  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 H{`S/>)[   
<`a!%_LC [  
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。 c ++tk4  
+=^10D  
应用示例详细内容 X5527`?e  
W[: n*h  
系统参数 F\Ex$:%~  
>ZuWsA0q  
1. 该应用实例的内容 p^A9iieHp=  
'ac %]}`-  
S=ebht=  
`$7j:<c=  
8AVM(d@  
2. 仿真任务 TB4|dj-%  
J O`S  
在之前的案例中，采用了理想的傅里叶光学系统(2f系统)。在接下来的工作中，使用真实的透镜进行替换，该透镜存在多种光学像差。 z'JtH^^Z  
<MI>>$seiJ  
3. 参数：准直输入光源 iXMs*GcK  
[&y{z-D>  
]4yWcnf  
Qq(/TA0$-  
4. 参数：SLM透射函数 6+e@)[l.zc  
sM
E3s-  
nWfOiw-t  
5. 由理想系统到实际系统 I8)x0)Lx  
(qnzz!s  
kcVEE)zb  
 用真实的傅里叶透镜代替理想2f系统。 %vDN{%h8  
 因此会产生像差，像差由所用系统的性能决定。 (hS j4Cp  
 对于真实透镜系统的描述，需要必要的耦合参数。 9sifc<za  
 实际系统可这样选择：有效焦距有2f系统相近。 htj:Z:C`  
 表格中的参数与之前采用的2f系统理想指标一致。 \L-o>O  
0 Ji>drn  
nxkbI:+t  
B>WAlmPA  
D.9qxM"Z>  
应用示例详细内容 qI"Xh" c?  
A'HFpsa  
仿真&结果 Eq=~SO%  
EaaQC]/OX5  
1. VirtualLab中SLM的仿真 O
aY.T  
$n\{6Rwb  
 由于可以嵌入组件，VirtualLab可以轻松的实现反射系统(如反射镜，真实透镜等)。 -'r4@='6}  
 以一个真实的系统(双凸球面透镜)作为傅里叶透镜。 NKd}g  
 为优化计算加入一个旋转平面 E*'sk  
&#^^UT(nj  
(`\ DDJ[  
~v"4;A6  
2. 参数：双凸球面透镜 jT>G8}h  
1t wC-rC  
3oc p4x`[  
 首先，使用一个具有相同曲率半径的双凸球面透镜。 e`9d&"  
 由于对称形状，前后焦距一致。 k!l\|~  
 参数是对应波长532nm。 82l$]W4  
 透镜材料N-BK7。 \!M6-kmi  
 有效焦距可通过VirtualLab中的透镜计算器进行计算。 jD1/`g%  
2
CcUClP$  
$`,10uw  
.}!"J`{W  
D])&>  
KT$Za
  
3. 结果：双凸球面透镜 yuIy?K  
{o1vv+i  
D$@5$./  
 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。 .aS`l~6  
 较低的转换效率(56.8%)和信噪比。 }huj%Pnk)  
 一个对称双凸系统不能提供合适的传输性能。 C.qNBl*  
\#Md3!MG  
Nz/PAs7g6  
dRj2%Q f  
c12mT(+-  
4. 参数：优化球面透镜 )Y4;@pEU  
4JQd/;  
'Ur1I"  
 然后，使用一个优化后的球面透镜。 tVfZ~qJ  
 通过优化曲率半径获得最小波像差。 Gak@Z!|  
 优化获得不同曲率半径，因此是一个非对称系统形状。 s
&v7<)*q  
 透镜材料同样为N-BK7。 O-P'Ff"}t  
4eVQO
%&2  
Kk.a9uKI}  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 /bdL.Y#V  
Qe,jK{Y< -  
2{U5*\FhVX  
a]H&k$!c  
5. 结果：优化的球面透镜 an q1zH  
B&fH FyK1n  
|D*a"*1+A  
 由于球面像差，再次生成一个干涉图样。 BD.&K_AW  
 转换效率(68.6%)和信噪比一般。 -S\gDB bb  
 一个优化的球面系统同样不能提供合适的传输性能。 }%75Wety  
\ -n&z;`  
,GeW_!Q[  
/]U),Lb
N  
6. 参数：非球面透镜 %f)%FN.S  
GJs{t1 E  
osM[Xv  
 第三，从Asphericon中选择一个非球面透镜(类型：A25-50LPX)整合到SLM系统。 Jb/VITqN4  
 非球面透镜材料同样为N-BK7。 Z
.}Z2K  
 该透镜从VirtualLab的透镜库中导入。 SfSWjq  
y^0 mf|  
关于使用VirtualLab进行透镜优化的更多信息参考示例BDS.0003 cT21  
pk8`suZ  
[n]C  
5J-slNNCQ  
v[~~q  
7. 结果：非球面透镜 E]w2 {%  
M{z&h>  
,_K y'B  
 生成期望的高帽光束形状。
w`GjQIA  
 不仅如此，转换效率(90.8%)和信噪比都非常好。 :(Ak:  
 非球面透镜以几乎零像差将SLM函数转换成高帽光束。 LbkQuq/d  

n +v(t  
h3e %(a  
^*G UcQ$  
?`= <*{_o  
8. 总结 fJ GwT  
基于采用傅里叶光学的SLM光束整形系统的性能研究。 ffW-R)U|3  
V=gu'~  
 理想光学系统采用2f系统代替具有透镜像差的真实透镜。 g& ou[_A  
 分析由不同球面和非球面的性对高帽光束质量的影响。 !c"EgP+  
TO&^%d  
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(+%iD60i  
Xv+!)j<  
扩展阅读 r}:Dg fn  
! FVD_8  
扩展阅读 !k<k]^Z\  
 开始视频 sFPh?  
-     光路图介绍 zr ~4@JTS  
 该应用示例相关文件： #/"Tb^c9  
-     SLM.0001：用于生成高帽光束的SLM位相调制器设计 ug_c}Nv=Y  
-     SLM.0002：空间光调制器位像素处光衍射的仿真 ], IQ~  
')T*cLQ><  
@.,Mn#  
QQ：2987619807 |H(i)yu"5'